ESCUELA POLITÉCNICA NACIONALbibdigital.epn.edu.ec/bitstream/15000/10251/3/T1630.pdf · 1.2.1...

ESCUELA POLITÉCNICA NACIONAL

FACULTAD DE INGENIERÍA ELÉCTRICA

DISEÑO E IMPLEMENTACION DE UNMODULADOR I/Q"

Tesis previa a la obtención del Título deIngeniero en Electrónica y Telecomunicaciones

Quito, Junio del 2000

CERTIFICACIÓN

Certifico que el presente trabajo fuedesarrollado en su totalidad por laSrta. Jenny del Rocío Pallo Meló,

rIng. Carlos Egas Acosta

DEDICATORIA

A MIS PADRESJosé Eduardo Pallo y María Dolores Meló

He llegado a cumplir uno de los objetivos más importantes de mí vida porustedes y para ustedes y se los dedico en agradecimiento al infinito amor y

apoyo que me han dado en todo momento de mi vida.

AGRADECIMIENTO

A Dios y a la Virgen del Quinche que me protegen, me dan salud y lo másimportante me dan la vida para compartir los momentos más hermosos con las

personas que más amo, MI FAMILIA.

A mis hermanosAlexandra, Sadi, Anita y Eduardo que con todo su cariño me alientan a seguir

adelante y están conmigo alegrando cada momento de mi vida.

A mis amigos Nanci, Carlos, Jonny, Sandro, Sonia, Noemí, Marcelo quecompartieron conmigo momentos inolvidables en esta Facultad y me ayudaron

como grandes amigos en su momento.

Un agradecimiento especial al Ing. Carlos Egas y al Ing. Ramiro Morejón, queme guiaron muy acertadamente en el desarrollo del tema de tesis,

CONTENIDO

INTRODUCCIÓN ...........8

Antecedentes........ 8Objetivo..... ............9

CAPITULO I ........11

TEORÍA BÁSICA UTILIZADA

1.1 INTRODUCCIÓN A LAS COMUNICACIONES ELECTRÓNICAS........12

1.1.1 Las comunicaciones electrónicas.......... 12

1.2 TRANSMISIÓN DIGITAL......,.,.,.,... 14

1.2.2 Transmisión en banda base... ..14

1.2.3 Bits y Baudios ......16

1.2.4 Elección de niveles de la señal de datos para la transmisión........17

1.3 ANÁLISIS DE FOURIER............. ........18

1.3.1 Serie de Fourier Trigonométrica 18

1.3.2 Espectro de potencia ., ..20

1.3.3 Propiedad de desplazamiento de frecuencia (modulación)... ..22

1.4 TRANSMISIÓN DE DATOS UTILIZANDO UNA PORTADORA DE

ALTA FRECUENCIA... ............23

1.4.1 Transmisión analógica de información.................. .........23

1.4.2 Espectro electromagnético..... ..............24

1.5 MODULACIÓN DIGITAL.. .........26

1.5.1 Modulación básica de una portadora por información digital.......27

1.5.2 Eficiencia del ancho de banda............. .27

1.6 CLASES DE MODULACIÓN DIGITAL........... 27

1.6.1 Desplazamiento de Amplitud (ASK) .....27

1.6.2 Desplazamiento de Frecuencia (FSK) 28

1.6.3 .Desplazamiento de Fase (PSK) 29

1.7 MODULACIÓN MULTISÍMBOLA......... ...........30

1.7.1 Desplazamiento de fase cuaternaria o en cuadratura (QPSK) 31

1.7.2 PSK de ocho niveles (8-PSK).............,......... ......33

1.7.3 PSK de dieciséis niveles (16-PSK) ....................33

1.7.4 Modulación de amplitud en cuadratura QAM ..................34

CAPITULO II.. 37

DISEÑO

2.1 DESCRIPCIÓN GENERAL .....38

2.2IMPLEMENTACION DE MODULADORES QPSK Y 8-QAM CON UN

MODULADOR I&Q......................... 39

2.2.1 Modulador QPSK........... 39

2.2.2 Modulador 8-QAM......... 43

2.3 EQUIPO MODULADOR I/Q 47

2.3.1 Esquema general del equipo modulador..... .......47

2.3.2 Requerimientos.... 48,

CAPITULO III.. ....50

REQUERIMIENTOS DE HARDWARE Y SOFTWARE PARA LA ¡MPLEMENTACION DEL

EQUIPO MODULADOR

3.1 DESCRIPCIÓN DEL HARDWARE DEL EQUIPO MODULADOR. 51

3.1.1 Dispositivo modulador I&Q (ZAMIQ-895M) ,.51

3.1.2 Módulo principal,. ............52

3.1.3 Módulo de Display y Teclado...... ......54

3.1.4 Fuente ., ......................56

3.1.5 Módulo convertidor de niveles........... 56

3.1.5.1 Fuente de nivel ., .......57

3.1.5.2 Selección de niveles....... 59

3.1.5.3 Acoplamiento................ ...............62

3.1.5.4 Protecciones , .......63

3.1.6 VCO........ ..................64

3.1.7 Presentación de! Equipo........ .........65

3.2 SOFTWARE.......... .......68

3.2.1 Descripción del programa principal... ......,.,.68

3.2.2 Modo remoto... .............70

3.2.3 Modo local...... .......70

3.2.3.1 Pruebas ......70

3.2.3.2 Manejo del modulador QPSK y 8-QAM.... 72

3.2.4 Descripción de las subrutinas generales...... ...........................75

CAPITULO IV ...................77

Instrucciones de funcionamiento, Pruebas sobre el equipo, Prédica de laboratorio

4.1 FUNCIONAMIENTO.... .......................78

4.1.1 Módulo principal de trabajo............ ...............78

4.1.2 Manejo de pantallas .....80

4.1.3 Modulo convertidor de niveles......... ., ......87

4.2 PRUEBAS SOBRE EL EQUIPO,. „ ...................88

4.2.1 Prueba 1. Señal en banda base..... ......88

4.2.2 Prueba 2. Señal modulada .....97

4.2.3 Prueba 3. Espectro de potencia.... ....105

4.3 ANÁLISIS DE RESULTADOS .....................110

4.4 PRACTICA PROPUESTA.. .........111

CAPITULO V.... „ , ....115

CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES

5.1 CONCLUSIONES .116

5.2 RECOMENDACIONES ,. ................120

BIBLIOGRAFÍA ..................123

ANEXOS.. , .........125

FACULTAD DE INGENIERÍA ELÉCTRICA EPN

INTRODUCCIÓN

ANTECEDENTES

Sabiendo la necesidad de reforzar el conocimiento adquirido en las

clases teóricas con la ayuda de prácticas de laboratorio, se plantea el

desarrollo de temas específicos para poder implementar nuevas prácticas para

el laboratorio de Líneas de Transmisión.

Hace algún tiempo lo más común era encontrar una modulación

analógica cuando se hablaba de radiofrecuencia, en señales de radio, canales

de televisión, etc. en cuyos casos se transporta información como la onda

sonora de la voz o las variaciones eléctricas correspondientes a una imagen.

En este trabajo se desea implementar prácticas para el laboratorio de

Líneas de Transmisión con ayuda de un nuevo equipo que se relacione con el

medio real más estrechamente, el equipo tiene como función principal realizar

modulación digital de niveles en PSK y QAM utilizando una portadora

sinusoidal de alta frecuencia, para alcanzar el propósito deseado se utiliza el

dispositivo modulador I&Q, ZAMIQ-895M de la casa comercial Míni-Circuits,

dispositivo básico para el que se crea una circuitería de control para

implementar el equipo modulador completo encargado de realizar todas las

tareas que se necesitan para desarrollar prácticas didácticas.

Para la elaboración de la Guía de usuario se realizaron varias pruebas

de funcionamiento del dispositivo modulador I&Q que nos proporcionan los

parámetros necesarios para crear un equipo de control que pueda garantizar el

buen funcionamiento del equipo completo para la modulación de una señal en

niveles. Para realizar las prácticas de laboratorio se propone observar el

comportamiento de la señal RF modulada en QPSK y 8-QAM, también se pone

DISEÑO E IMPLEMENTACION DE UN MODULADOR I&Q


en consideración la realización de una prueba obligatoria del equipo que nos

permite observar de manera sencilla el buen funcionamiento del dispositivo

modulador I&Q,

El equipo esta hecho con un alcance tal que se puedan implementar

prácticas diseñando moduladores de 16 niveles en PSK y QAM, además de los

dos tipos de modulación desarrollados en esta Tesis.

OBJETIVO

Tal como se menciona en la sección anterior el objetivo principal de éste

documento es realizar el diseño e implementar un equipo que sirva para el

desarrollo de prácticas para el laboratorio de Líneas de Transmisión.

La composición de esta tesis tiene una estructura tal que nos permite al

final llegar a cumplir nuestro objetivo.

En el capítulo I se citan conceptos básicos que son base teórica del

desarrollo de este tema.

En el capítulo II se exponen los requerimientos básicos de hardware

para construir el equipo que satisfaga las condiciones expuestas; nos

centramos en el diseño planteándonos las necesidades para llegar a construir

el equipo.

En el capítulo III se tiene la presentación del equipo completo y la

explicación del desarrollo del diseño del hardware y del software que se utilizó

tanto para hacer la presentación de las distintas pantallas en el display como

para la comunicación del equipo remoto y local para el funcionamiento del

equipo.

DISEÑO E IMPLEMENTACION DE UN MODULADOR I&Q - 9 -


En el capítulo IV se indican de una manera sencilla instrucciones para el

manejo del equipo con las presentaciones que se muestran en el dísplay,

además se pone a consideración las pruebas realizadas sobre el equipo para

verificar el correcto funcionamiento en la parte de modulación, por último se

cubre el objetivo principal presentando la práctica propuesta para el laboratorio

de Líneas de Transmisión usando la señal modulada en QPSK y 8-QAM.

Las conclusiones y recomendaciones sobre el tema desarrollado, así

como la cita de autores de la documentación tomada para complementar

conocimientos teóricos y anexos varios se presentan en el último capítulo de

este documento.

DISEÑO EIMPLEMENTACION DE UN MODULADOR I&Q - 10 -


CAPITULO ITEORÍA BÁSICA UTILIZADA

- 11-


1.1 INTRODUCCIÓN A LAS COMUNICACIONES ELECTRÓNICAS

1.1.1 LAS COMUNICACIONES ELECTRÓNICAS

Empezaremos dando un concepto sencillo de comunicación electrónica,

así: entendemos como comunicación al intercambio de información entre 2

puntos o más utilizando un medio de transmisión específico y con ayuda de

señales eléctricas. Un sistema de comunicación se constituye por un conjunto

de métodos, procedimientos y elementos ¡nterrelacionados para coordinar el

proceso de intercambio de información.

Se tienen tres elementos básicos para conformar un sistema de

comunicación (figura 1.1).

Canal . ^^^^^^^—«

^^^^H^^^^HI^H, ,, ., «k. BBH^^BH_^ InformaciónInformación

Figura 1.1

Estructura Básica de un Sistema de Comunicación

El transmisor (Tx) pasa la información de su forma original a señales

eléctricas y las procesa (amplifica, filtra, modula, etc.), es decir, las adecúa

para ser entregadas al canal.

El canal lleva la señal originada en el transmisor hacia el receptor,

sirviendo de unión entre ellos.



El receptor (Rx) recibe del canal la señal eléctrica generada por el

transmisor y la procesa (amplifica, filtra, demodula, etc.) para entregar en su

salida la información en su forma original.

El modelo para la comunicación de datos se define por los modos de

transmisión que son:

Simplex (SX): de transmisor a receptor en un solo sentido.

Half-Duplex (HDX): de transmisor a receptor en ambos sentidos.

Full-Duplex (FDX): transmisión en forma simultánea.

La figura 1.1 utiliza los componentes básicos de la comunicación para

ilustrar el modo de transmisión Simplex. La figura 1.2 ilustra los modos de

transmisión HDX, FDX ya que éstos necesitan en cada punto un transmisor y

un receptor para tener un intercambio real de información es decir una

comunicación bidireccional.

Información

Canal _^^^^^^^^__5_

Información

Figura 1.2

Ilustración de un sistema de comunicación bidireccional.


EPN

1.2 TRANSMISIÓN DIGITAL

1.2.1 TRANSMISIÓN EN BANDA BASE

Los dígitos binarios que secuencialmente envía un ordenador son

aperiódicos, sin embargo, a la hora de transmitirlos podemos considerar un

grupo de ellos como una señal periódica que se repetirá, para ello realizamos

el análisis de Fourier con lo que representamos una función periódica como

suma de un número teóricamente infinito de senos y cosenos y a continuación

descomponemos la señal en suma de una serie de armónicos (serie de

Fourier) de forma que cuanto mayor sea el número de armónicos mejor será la

reproducción de la señal original. Según el análisis de una onda por series de

Fourier tenemos como resultado que su contenido espectral es muy grande,

ocupando así un gran ancho de banda (e! ancho de banda de un sistema de

comunicaciones es la banda de paso mínima (rango de frecuencias) requerida

para propagar la información de fuente a través del sistema, el ancho de banda

debe ser lo suficientemente grande para pasar todas las frecuencias

significativas de la información.

Figura 1.3

Transmisión de una señal de período T en banda base

DISEÑO E IMPLEMENTACION DE UN MODULADOR I&Q -14-


Según el canal por donde se efectúe la transmisión la señal estará

supeditada a limitar su ancho de banda AB para poder reproducir la señal en el

receptor por tanto se tendrá una limitación de la velocidad de transmisión

según Nyquist.

Se define el teorema de Nyquist para que una señal pueda ser

reconocida fielmente, así como un límite de velocidad de transmisión como:

La velocidad máxima de datos = 2*AB*log2M bps (1.1)

Donde:

M=2N (1.2)

M= número de niveles

N= número de bits por nivel

AB = Ancho de banda

Nyquist demostró que si una señal arbitraria se hace pasar a través de

un filtro pasa-bajo con un ancho de banda AB, la señal filtrada puede

reconstruirse por completo mediante la obtención simple y sencilla de 2AB

muestras por segundo exactamente. Si la señal consiste de M niveles

discretos, ecuación 1.2, la ecuación 1.1 muestra la relación para una canal sin

ruido dada por Nyquist.

El canal es la vinculación entre el transmisor y el receptor. La velocidad

límite de transmisión de información a través de un canal se llama capacidad

del canal.

Shannon, estableció que si la velocidad de transmisión de datos Vtx es

igual o menor que la capacidad del canal C, existe una técnica de codificación



que permite la transmisión por el canal (ruidoso) con una frecuencia de errores

arbitrariamente pequeña.

C = H*log2(1+S/N) (1.3)

El resultado más importante del teorema de Shannon establece la

máxima velocidad de datos sobre un canal ruidoso cuyo ancho de banda es AB

(Hz) y cuya relación señal-ruido es S/N sin importar el número de niveles de la

señal o la frecuencia de muestreo que se tome1.

En banda base la señal se envía directamente por el medio para

distancias cortas y velocidades bajas. Una de las desventajas más importantes

que se pueden hacer después del análisis de la transmisión en banda base es

que la transmisión de señales digitales requiere de un mayor ancho de banda.

1.2.2 BITSYBAUDIOS

La cantidad de veces que la línea fue señalizada en la modulación es

expresada en baudios (símbolos/seg.) fe. En la modulación digital, la velocidad

de cambio en la entrada del modulador se llama velocidad de bit Vtx y tiene las

unidades de bits/seg. y es igual al recíproco del tiempo de duración de bit.

Velocidad de bit (Vtx) = 1/T (1.4)

T= duración del elemento básico de señal, período.

Tanenbaum, Transmisión de datos, página 65



1.2.3 ELECCIÓN DE NIVELES DE LA SEÑAL DE DATOS PARA LATRANSMISIÓN2

Para el caso de las señales digitales el ruido aditivo provoca

ocasionalmente dígitos erróneos, y el rendimiento se evalúa entonces en

términos de la probabilidad de error.

En un sistema binario los dos niveles de pulsos generalmente son

representados como una señal de amplitud A para el 1 lógico y una amplitud O

para el O lógico o como pulsos de igual amplitud y polaridades opuestas es

decir, con amplitudes -A/2 y +A/2 voltios llamada señal binaria polar, la señal

de encendido y apagado como el primer caso produce un nivel medio distinto

de cero que depende de las proporciones relativas de unos y ceros

transmitidos, su empleo también facilita el ajuste del umbral de decisión en el

receptor si las frecuencias de ocurrencia, relativas de ambas señales binarias

son ¡guales. La señal binaria polar tiene también la ventaja de que el umbral de

decisión óptimo se halla en cero.

El análisis del umbral de decisión para la representación de una señal en

dos niveles lógicos y cuatro niveles lógicos que es lo que necesitamos para

nuestra aplicación proveyendo la conexión a un demodulador se presenta en la

figura 1.4.

Si el comportamiento estadístico de las señales recibidas más el ruido

no es gaussiano y no tiene la simetría de la función de densidad mostrada en

las figuras que se analizan mas adelante el análisis descrito intuitivo descrito

anteriormente no es de mucha utilidad.

: Mischa Schwartz, Transmisión de Información, Modulación y Ruido, Capítulo V.

DISEÑO E IMPLEMENTACION DE UN MODULADOR I&Q -17 -


NIVEL

LÓGICO

0

1

ENCENDIDO

APAGADO ,

0

A

POLAR

Voltios

A/2

-A/2

UMBRAL DE

DECISIÓN

0

0

Tabla 1.1

NIVELES

0

12

3

POLAR

-A/2

-A/6

A/6

A/2

UMBRAL

DE

DECISIÓN

-A/3

0

+A/3

Tabla 1.2

Figura 1.4

Umbral de decisión

1.3 ANÁLISIS DE FOURIER

1.3.1 SERIE DE FOURIER TRIGONOMÉTRICA

Para nuestro estudio es indispensable hacer un análisis de las señales

en función ya no del tiempo únicamente sino también de la frecuencia para el

análisis de ancho de banda en la transmisión.

DISEÑO EIMPLEMENTACION DE UN MODULADOR I&Q

FACULTAD DE INGENIERÍA ELÉCTRICA _ EPN

Una de las demostraciones más importantes que nos presenta el

matemático Francés, Fourier, es que sumando una cantidad ilimitada de senos

y cosenos se puede construir cualquier función3 f(t) de período T. La ecuación

1.5 presenta la relación que muestra la descomposición de senos y cosenos

para una función f(í) donde an y bn son las amplitudes de coseno y seno del

enésimo término armónico (un armónico es un múltiplo entero de la frecuencia

fundamental).

.5)

*~s n T1

1 O

_2_T

6/0 ~~ rrt

1 O

o

(1.6)

La serie de Fourier trigonométrica se puede representar en forma más

compacta como:CO

+!a (1.7)

(1.8)

En el análisis que sigue será más interesante tratar con el espectro de

amplitud de Cn y con la fase angular tf>n que con los coeficientes individuales de

Fourier an y bn.

1 Stremler, Introducción a los Sistemas de Comunicación, página 30.



1.3.2 ESPECTRO DE POTENCIA

Primero haremos una revisión del espectro de línea de Fourier4 de la

figura 1.5 que gráfica directamente la amplitud Cn en función de la frecuencia

para la señal f(t), para una señal periódica, usando la serie trigonométrica se

obtiene el espectro en donde la amplitud y la fase de cada componente

senoidal se pueden hallar a partir del grupo de ecuaciones 2.4, cabe anotar que

el espectro de línea es un espectro discreto.

3fD

Figura 1,5

Interpretación del espectro de línea trigonométrico

El principio de los métodos de Fourier para el análisis de señales es

descomponer todas las señales en sumatorios de componentes senoidales,

esto proporciona la descripción de una señal dada en términos de frecuencias

senoidales, un objetivo importante de este análisis es la descripción de cómo

están distribuidas la energía y la potencia de la señal en términos de tales

frecuencias, esta función se define como densidad espectral de potencia, la



ecuación 1.9 muestra la densidad espectral de potencia de una función

periódica.

(1.9)

La cantidad Fn ~ describe el monto relativo de energía de una señal dada

f(t) en función de la frecuencia y se llama densidad espectral de energía de f(t).

De igual forma la función que describe la contribución relativa de potencia de

una señal f(t) contra la frecuencia, se llama densidad espectral de potencia,

Sf(co). La densidad espectral de potencia de una señal aperiódica es una

función continua de la frecuencia, la de una señal periódica, se aproxima a una

serie de funciones impulso localizadas en las frecuencias armónicas de la señal

cuando el tiempo de observación se hace largo5, esto se puede observar en la

figura 1.6.

Sf(ü))

o

(a)

O

(b)

Figura 1.6

Densidad espectral de potencia de una (a) función periódica, (b) función aperiódica.

4 Stremler, Introducción a los Sistemas de Comunicación, páginas 44-46.5 Stremler, Introducción a los Sistemas de Comunicación, Capítulo IV.

DISEÑO E MPLEMENTACION DE UN MODULADOR I&Q -21-


Nótese que la densidad espectral de potencia de una señal sólo retiene

información sobre la magnitud, omitiendo lo referente a la fase, de ahí que

todas las señales con la misma densidad espectral de magnitud tengan

idénticos espectros de potencia sin importar las posibles diferencias en las

características de la fase, hay una densidad espectral de potencia específica

para una señal dada pero puede haber muchas señales con la misma densidad

espectral de potencia.

1.3.3 PROPIEDAD DE DESPLAZAMIENTO DE FRECUENCIA6

(MODULACIÓN)

AI proceso de multiplicar una señal por una función armónica

fundamental, es decir un seno o un coseno para trasladar la densidad espectral

se conoce como modulación de amplitud. La ecuación 1.10 se llama propiedad

de modulación de la transformada de Fourier.

En el proceso de modulación una mitad de la densidad espectral se

mueve a frecuencias más altas y la otra a frecuencias menores, esta

característica se puede apreciar en la figura 1.7.

- -[F(co + fi>0) + F(co - ¿y0)] (1.10)

1 Stremler, Introducción a los sistemas de Comunicación, página 101.



F(o»

A

-T/2 O +T/2 \

F((D)

/(t)cosco0tA

-A

Figura 1.7

Efectos de la modulación en la densidad espectral de la señal

1.4 TRANSMISIÓN DE DATOS UTILIZANDO UNA PORTADORA DE

ALTA FRECUENCIA

1.4.1 TRANSMISIÓN ANALÓGICA DE INFORMACIÓN

Para la transmisión digital se requiere de un elemento físico entre

receptor y transmisor mientras que en el sistema de radio digital (transmisión

analógica) el medio de transmisión puede ser también el aire.

Una de las características que distinguen un sistema de radio digital de

uno convencional de A.M. o F.M. es que las señales de modulación y

demodulación en el sistema digital son pulsos digitales en lugar de ondas



analógicas, la radio digital utiliza portadoras analógicas al igual que los

sistemas convencionales.

La señal digital que se toma de una fuente se modula, es decir, la

información se la envía sobre una señal sen(cüct) que se llama portadora y que

se encuentra a una frecuencia fc.

En este punto es importante hablar de lo que es la modulación y las

razones por las cuales se modula. Modular es transformar las características

de una señal eléctrica original a otra señal que por sus características le es

más fácil la propagación, a esta segunda señal se llama portadora (carrier), a la

primera señal se le llama señal modulante y al resultado final se le llama onda

modulada, en resumen:

Portadora fácil propagación.

Modulante señal a transmitir.

Modulada señal resultado de la modulación.

Las razones para modular son las siguientes:

• Utilizar un medio no guiado como el espacio libre para enviar la información

• Facilitar la propagación de la señal.

• Uso impráctico de antenas a ciertas frecuencias.

• Compartir canal de comunicación, trasladando a diferentes frecuencias,

diferentes tipos de información.

1.4.2 ESPECTRO ELECTROMAGNÉTICO

El espectro electromagnético que se utiliza para la transmisión de la

abrumadora mayoría de las señales de comunicaciones se encuentra limitado

en las distribuciones de ancho de banda en las diferentes gamas de frecuencia

-24-


que hay en uso, es importante entonces conocer la ocupación espectral medida

por el ancho de banda de diferentes señales que se transmiten por un sistema

de comunicaciones determinado, además es importante conocer los requisitos

de ancho de banda del canal o medio de transmisión por el cual las señales

van a ser transmitidas con el objeto de que al receptor lleguen las señales

relativamente sin distorsión.

Cuando se introduce distorsión al transmitirse por canales de banda

limitada los efectos que se producen en las señales transmitidas tienen que ser

determinados.

En un conductor la corriente y el voltaje siempre están acompañados por

un campo eléctrico y un campo magnético, una onda electromagnética también

puede viajar en el espacio libre al ser radiada por una antena.

Características de las ondas electromagnéticas:

Velocidad de onda. Las ondas viajan a distintas velocidades,

dependiendo del tipo de onda y de las características del medio de

propagación. En el vacío las ondas viajan a la velocidad de la luz (c = 3 X 108

m/s), las ondas electromagnéticas viajan considerablemente más lentas a lo

largo de una línea de transmisión.

Frecuencia y longitud de onda. Las oscilaciones de una onda

electromagnética son periódicas y repetitivas. Por lo tanto, se caracterizan por

una frecuencia (f). La distancia de un ciclo ocurriendo en el espacio se llama la

longitud de onda (1) y se determina por la siguiente ecuación fundamental:

X=c/f (1.11)



La frecuencia es el número de veces que se repite la señal en un

determinado tiempo, estas frecuencias de transmisión están en un determinado

lugar en el espectro de frecuencias, el espectro electromagnético se presenta

en la figura 2.7 y las frecuencias pueden ser; bajas, medias y alta Frecuencia,

también influye la longitud de onda:

larga 10m en adelante

corta lOm a 20m

microondas 3m a 30cm

F(Hz) 10°102104106 10 101' 10'- 1016 10" 10a0 10a 1034

sss

ss

Radio Microondas Infrarrojoagí

uv'' / /

/ Luz/ visible

', Rayos X\s gamma

\\a

LF MF HF VHF UHF SHF EHT THF

Figura 1.8

Espectro electromagnético7

1.5 MODULACIÓN DIGITAL

1.5.1 MODULACIÓN BÁSICA DE UNA PORTADORA POR INFORMACIÓNDIGITAL

La comunicación digital abarca la transmisión digital y la radio digital ó

transmisión analógica, la primera es la transmisión de pulsos digitales, entre

dos o más puntos, de un sistema de comunicación, el radio digital es la

transmisión de portadoras analógicas moduladas en forma digital entre dos o

DISEÑO EIMPLEMENTACION DE UN MODULADOR I&Q -26-

FACULTAD PE INGENIERÍA ELÉCTRICA EPN

más puntos de un sistema de comunicación como ya se indicó en el capítulo

anterior.

1.5.2 EFICIENCIA DEL ANCHO DE BANDA8

La eficiencia del ancho de banda es la relación de la tasa de bits de

transmisión al mínimo ancho de banda requerido para un esquema de

modulación en particular e indica el número de bits que pueden propagarse a

través de un medio por cada hertz de ancho de banda y se utiliza para

comparar el rendimiento de una técnica de modulación digital con otra, la

ecuación 1.12 muestra esta relación.

„,_ . . tasa de transmisión (bps) (1.12)Eficiencia = • —

Mínimo ancho de banda (Hz)

1.6 CLASES DE MODULACIÓN DIGITAL

1.6.1 DESPLAZAMIENTOS DE AMPLITUD (ASK)

Con ASK la señal de entrada modula con unos y ceros lógicos a una

portadora sen(ooot) que conforme cambia de estado se tiene a la salida una

señal que varia de amplitud. Cuando se asigna al OL un nivel de señal O voltios

y al IL un nivel de señal A voltios la señal se prende o bien se apaga según sea

el caso, a este tipo de modulación se la llama también OOK on-off-Keying,

figura 1.9.

7 Tanenbaum, Transmisión de datos8 Tomasi, Sistemas de Comunicaciones Electrónicas.



Entrad abin aria

SalidaASK

Tiempo

Tiem po

Figura 1.9

Modulación ASK

1.6.2 DESPLAZAMIENTO DE FRECUENCIA (FSK)

El FSK binario es una forma de modulación angular de amplitud

constante similar a la modulación en frecuencia normal excepto que la señal

modulante es un flujo de pulsos binarios que varía entre dos niveles de voltaje

discretos. Con el FSK binario la frecuencia central o de portadora se desplaza

por los datos de la entrada binaria, conforme cambia la señal de entrada binaria

de O lógico a 1 lógico la salida se desplaza entre dos frecuencias, una

frecuencia de marca o de 1 lógico y una frecuencia de espacio o de O lógico

figura 1.10, con el FSK hay un cambio en la frecuencia de salida cada vez que

la condición lógica de la señal de entrada binaria cambia, así la razón de salida

del cambio es igual a la razón de entrada del cambio, la razón de cambio en la

entrada del modulador se llama razón de bit Vtx y tiene las unidades de bits por

segundo (bps).

DISEÑO EIMPLBMENTACION DE UN MODULADOR I&Q -28-


fm

fs

Entradabinaria

En tí a dabinaria

SalidaLógica

1 : O M ¡ ü : 1 : O

lf\J

tiernp o

fs fm fs fm fs

fm frecuencia de marca; fs f recuencia de espac io

Figura 1.10

Modulación FSK

1.6.3 DESPLAZAMIENTO DE FASE (PSK)

Es otra forma de modulación digital angular de amplitud constante. Con

PSK la señal de entrada es una señal digital binaria y es posible un número

limitado de fases de salida. Con la transmisión por desplazamiento de fase

binaria (BPSK) son posibles dos fases de salida para una sola frecuencia de

portadora, una fase de salida representa un 1 lógico y la otra un O lógico figura

1.11, conforme la señal digital de entrada cambia de estado la fase de la

portadora de salida se desplaza entre dos ángulos que están 180 grados fuera

de fase, para este tipo de modulación cada vez que cambia la condición de

lógica de entrada cambia la fase de salida en consecuencia, para BPSK fB es

igual a Vtx y el ancho de banda de salida más amplio ocurre cuándo los datos

binarios de entrada son una secuencia alternativa 1,0. El mínimo ancho de



banda requerido para permitir el peor caso de la señal de salida del BPSK es

igual a Vtx9 por lo que la eficiencia de ancho de banda es 1bps/Hz.

Entradabinaria

SalidaBSK

Tiempo

Tiempo

Figura 1.11

Modulación BPSK

1.7 MODULACIÓN MULTISIMBOLA

El ancho de banda requerido para transmitir la secuencia digital de

banda base se reduce por medio de señalización multinivel que consiste en la

combinación de sucesivos pulsos binarios para formar un solo pulso lo que en

consecuencia requiere un menor ancho de banda de transmisión

específicamente con la conformación ideal de Nyquist pueden transmitirse 2

símboios/s/Hz por el canal de ancho de banda de Nyquist de AB Hertz, si se

usa un conjunto de M=2N símbolos donde N es el número de sucesivos pulsos

binarios que se han combinado para formar el símbolo adecuado que se va a

trasmitir pueden trasmitirse usando la banda de Nyquist 2N bps/Hz.

Un conjunto conveniente de señales para PSK M-aria es:10

9 Tomasi, Sistemas de Comunicaciones Electrónicas, páginas 465-466

DISEÑO EIMPLEMENTACION DE UN MODULADOR I&Q - 3 0 -


(1.13)

Donde los M posibles ángulos de fase 0¡ se eligen como;

Uí 'M'M'"'9 M

coc = frecuencia de portadora

0 = ángulo de desfase

1.7.1 DESPLAZAMIENTO DE FASE EN CUADRATURA (QPSK)

Es una técnica de codificación M-ario (M representa el número de

niveles que se obtienen según el número de dígitos binarios que se combinen)

en donde son posibles 4 fases de salida de amplitud constante para una sola

frecuencia de portadora,

Para llevar a cabo la técnica QPSK se necesita más de un solo bit de

entrada por ello se utilizan 2 bits dándose las siguientes combinaciones de bits:

00, 01, 10 y 11 por lo que los datos de entrada binarios se combinan en grupos

de 2 bits llamados dibits.

La señal í-ésima de las cuatro posibles puede escribirse con la forma

rectangular que para simplificar se ha supuesto hasta el momento.

iSf,(0 = c°s(¿9er + 0,) (1.15)

¡=1,2,3,4

10 Stremler, Introducción a los Sistemas de Comunicación, página 659.



dos posibles elecciones para las cuatro fases angulares son:

1) 6¡ = O, +/- 7T/2, 7C

2) 9¡ = +/-7T/4, +A37T/4 (1.16)

en ambos casos las fases están espaciadas id2 radianes, las señales de la

ecuación anterior pueden representarse por desarrollo trigonométrico como.

(1.17)

Para la ecuación 1.17 los pares (a¡, b¡) están dados según la ecuación 1.16

1) (3^0 = (1,0); (0,1); (-1,0); (Or1)

2) ((^a-^b) =0.1); (-ti); K-i);(1.18)

(1.19)

La transmisión de este tipo se denomina a menudo transmisión con dos

portadoras en cuadratura de fase entre sí que se transmiten simultáneamente

por el mismo canal.

eje en cuadratura

eje en fase

(a)

Figura 1.12

Constelación de señales QPSK

eje en fase

(b)



Es muy útil representar las señales dadas por las ecuaciones 1.17, 1.18

y 1.19 en un diagrama bidimensional donde se sitúan los diversos puntos (aj,b¡),

el eje horizontal correspondiente a la ubicación de a¡ se llama el eje en fase (I),

el eje vertical donde se localiza b¡ se llama el eje en cuadratura (Q). Las cuatro

señales de la ecuación 1.18 aparecen entonces como se muestran en la figura

1.12a, las señales de la ecuación 1.19 aparecen en la figura 1.12b. Los puntos

de la señal se dice que representan una constelación de la señal.

En la modulación QPSK ya que la señal de salida no cambia de fase

hasta que 2 bits han sido introducidos al equipo modulador fB es igual a la

mitad de Vtx, como resultado QPSK requiere de un mínimo ancho de banda de

Nyquist de doble lado igual a Vtx/2, por tanto con QPSK se realiza una

compresión de ancho de banda, aplicando la ecuación 1.12 la eficiencia de

ancho de banda es 2bps/Hz.

1.7.2 PSK DE OCHO NIVELES (8-PSK)

Es una técnica de codificación M-ario donde M=8 por lo tanto hay ocho

posibles fases de salida para codificar ocho fases diferentes, los bits que están

entrando se consideran en grupos de 3 bits llamados tribits, en un modulador

de 8-PSK hay un cambio en fase en la salida por cada 3 bits de entrada de

datos, en consecuencia fe para 8-PSK es igual a Vtx/3 por lo que el ancho de

banda mínimo es igual a Vtx/3 Hz y la eficiencia de ancho de banda es igual a

3 bps/Hz.

1.7.3 PSK DE DIECISEIS NIVELES (16-PSK)

Para este tipo de modulación hay 16 diferentes fases de salida posibles.

El modulador actúa en los datos que están entrando en grupos de 4 bits

llamados quadbits, la fase de salida no cambia hasta que 4 bits han sido



introducidos al modulador por tanto fB es igual a Vtx/4 por tanto el mínimo

ancho de banda es igual a Vtx/4 Hz y la eficiencia de ancho de banda 4 bps/Hz.

1.7.4 MODULACIÓN DE AMPLITUD EN CUADRATURA (QAM)

Pueden generarse esquemas multisímbolos de señalización más

generales haciendo que a¡ y b¡ de la ecuación 1.17 tomen valores múltiples, las

señales resultantes se denominan señales de modulación de amplitud en

cuadratura (QAM), estas señales pueden interpretarse como de muchos

niveles de modulación en amplitud aplicados independientemente en cada una

de las dos portadoras en cuadratura.

El diagrama de constelación de un conjunto de la señal QAM de 16

niveles se muestra en la figura 1.13, nótese que esta señal puede considerarse

como si se hubiera generado por dos señales moduladas en amplitud y en

cuadratura, como se usan cuatro niveles en cada una de las portadoras la

señal se denomina en ocasiones señal QAM de cuatro niveles, todos los

puntos de la constelación están igualmente espaciados.

Es evidente que la señal general de QAM puede escribirse también como:

(1-20)

Donde la amplitud r¡ y la fase angular 0¡ dan las adecuadas combinaciones de

(a¡, b¡).



• -* •

oí bo

. -

Q

-ii • •

-10 • •

i i'10 'll

-00 • •

-01 • •

Figura 1.13

Diagrama de constelación y distribución de niveles 16-QAM.

La modulación 8-QAM esta bajo el mismo concepto que 8-PSK, trabaja

con grupos de 3 bits, para este tipo de modulación tanto la fase y la amplitud de

la portadora transmitida varían, como se necesita la entrada de tres bits para

tener el cambio de fase al igual que para 8-PSK, fB es igual a Vtx/3 y el mínimo

ancho de banda requerido para 8-QAM es Vtx/3 Hz al igual que en el 8-PSK

siendo también igual la eficiencia de ancho de banda.

La modulación 16-QAM actúa sobre los datos de entrada en grupos de 4

bits, también la fase y amplitud de la portadora transmitida varían según los bits

de información a la entrada del modulador, con un modulador de 16-QAM hay

un cambio en la señal de salida ya sea su fase, amplitud o ambos para cada 4

bits de datos de entrada, en consecuencia fB es igual a Vtx/4 por tanto el

ancho de banda mínimo y la eficiencia de ancho de banda son iguales a 16-

PSK.

Como la velocidad de bits permisible por un determinado canal depende

del número de símbolos o estados que se elijan, con esto se podría pensar que



se puede aumentar indefinidamente la magnitud de la constelación de la señal

QAM, esto no es así ya que el número de niveles de amplitud hace más severo

el problema de la interferencia entre símbolos cuando es muy elevado, además

es evidente que cuando el número de fases distinguibles crece el

espaciamiento de fase entre las señales se reduce en consecuencia

variaciones de fase y problemas de tiempos podrían hacer más difícil

determinar la fase con precisión a medida que el número de fases distinguibles

aumente. Por último el ruido que está presente y que se agrega durante la

transmisión y la recepción hace más difícil distinguir los puntos individuales de

una constelación a medida que el número de puntos de ella tienden a

aumentar, un poco de imaginación indicará que la posición específica de los

puntos de la constelación de la figura 1.13 depende de la amplitud de la señal,

a medida que la amplitud aumenta, los puntos se mueven hacia fuera, cuando

disminuyen los puntos se desplazan hacia adentro. Para un potencia fija de

transmisión la ubicación de los puntos esta restringida. La única manera de

agregar más estados o puntos de la constelación es agregando puntos entre

los que ya existen el resultado es que los puntos quedan cada vez más

próximos, por lo que el ruido y las variaciones de fase producen errores de

detección con alta frecuencia, existe entonces un límite en el número de

estados de QAM que pueden usarse en la práctica, en la actualidad el máximo

número que se usa es de 16 estados QAM.

Los moduladores tanto QPSK como QAM hacen una modulación de

doble banda lateral con portadora suprimida (DBLPS) y requieren mucha

menos potencia para transmitir la misma información y son más complicados

porque deben generar una portadora de fase y frecuencia apropiada, ya que la

portadora no se transmite.



CAPITULO IIDISEÑO


EPN

2.1 DESCRIPCIÓN GENERAL

Empezaremos haciendo referencia al dispositivo modulador I&Q,

ZAMIQ-895M fabricado por la compañía Mini-Circuits para el cual se diseña un

circuito de control completo, como ya se mencionó en secciones anteriores la

característica que le da el nombre al dispositivo es la descripción que se le da

al eje X en la representación de coordenadas rectangulares de una señal, I que

significa In-phase y al eje Y se le llama Q que significa en cuadratura, es decir

90° fuera de fase respecto de la portadora, el modulador I&Q trabaja con el

concepto de realizar una modulación en cuadratura por ello el nombre de

modulador I&Q.

La figura 2.1 muestra un diagrama de bloques donde se puede observar

(os componentes principales del dispositivo modulador I&Q.

LO 90*hybrid(Tsplrtter/comtxner

" .

-Gutput

V < 90*

Figura 2.1

Diagrama de bloques del dispositivo modulador I&Q

El proceso de modulación se lleva a cabo de la siguiente manera: Un

VCO presenta a su salida una señal de frecuencia alta, señal que es

introducida en el dispositivo por el puerto denominado LO y que mediante un

divisor de potencia permite dirigir parte de la señal en fase a un mezclador



denominado canal I y la señal desfasada 90° al canal denominado Q. Los

dígitos binarios provenientes de la fuente de información digital se codifican a

una señal polar NRZ para luego dirigir cada nivel correspondiente a un símbolo

al canal I y al canal Q respectivamente, a cada una de estas secuencias de

símbolos se multiplica por una señal en fase y por una señal en cuadratura con

la portadora RF correspondientemente (esta acción la realiza el mezclador

doble balanceado) la salida de los mezcladores dan como resultado dos

señales ortogonales entre sí, estas señales son luego combinadas

vectorialmente en un sumador, para obtener una señal modulada de salida en

el puerto denominado RF output

2.2 IMPLEMENTACION DE MODULADORES QPSK Y 8-QAM CON UN

MODULADOR I&Q

2.2.1 MODULADOR QPSK

Aprovechando la ortogonalidad del seno y coseno, es posible transmitir y

recibir dos señales diferentes de manera simultánea en la misma frecuencia

portadora. La multiplexión de cuadratura es un método eficaz para transmitir

dos señales de mensaje dentro del mismo ancho de banda.

Para implementar e! modulador QPSK se necesitan 4 estados que

representan cuatro cambios de fase en la señal modulada por lo que se

requieren combinaciones de dos bits por estado, estos niveles son 00, 01, 10,

11, cada uno de estos estados son codificados de tal manera que le

corresponda una magnitud y una polaridad en el diagrama de constelación para

conseguir la característica de magnitud constante y cambio de fase en la señal

modulada resultante.



La magnitud y polaridad para cada estado en cada eje se escoge con los

siguiente criterios:

1) El diagrama de constelación exige tener una distribución balanceada de

cada estado para proporcionar estabilidad en la fase de la señal resultante

modulada como se observa en la figura 2.2.

10

-A/2

00

Q

n

A/2

-A/2 •01

Figura 2.2

Diagrama de constelación de la modulación Q-PSK

2) Para poder tener en el demodulador niveles de detección aceptables y

reducir los errores en el caso de querer diseñar un sistema dé comunicación

los niveles se escogen dentro del rango lineal de trabajo que especifica el

fabricante para el dispositivo modulador l&Q11 ZAMIQ-895M.

Con lo expuesto se escoge una amplitud A=0.4 voltios, según lo expuesto

en la sección que explica la manera de escoger el nivel conveniente de la

señal en el capítulo I para una señal polar NRZ, entonces para representar al

Refiérase al anexo A-2 de pruebas sobre el dispositivo modulador I&Q.



OL se escoge e! nivel de -0.2voltios correspondiente a -A/2 y para representar al

IL el nivel de 0.2 voltios correspondiente a +A/2.

Con el concepto básico de la modulación QPSK que expresa que para tener

un cambio en la fase de salida se necesita a la entrada de dos bits para

conformar un estado, es fácil darse cuenta que con los niveles escogidos es

suficiente para que con estos valores aplicados directamente a los canales I y

Q de la figura 2.1 se tenga una modulación QPSK.

Para el análisis supondremos la amplitud de la señal portadora igual a la

unidad por lo que se tiene una portadora f(t) = sen(coct).

Como se dijo anteriormente de una serie de bits se van tomando pares

de bits, estos bits nos indican la polaridad y magnitud del nivel que se escoge

así, para escoger el nivel que ingresa en el canal I tenemos el indicativo del

primer bit y para escoger el nivel que ingresa al canal Q el segundo bit, en

polaridad los OL representarán una polaridad negativa y los IL representarán

una polaridad positiva de la magnitud escogida anteriormente12.

bits:

Ahora se analiza lo que sucede con cada una de las combinaciones de

Si se tiene el par de bits 00, le corresponderá; a la entrada del canal I = -0.2V y

a la entrada del canal Q = -0.2V entonces a la salida del sumador se tiene:

-0.2*senact-0.2*coscflct

Para el segundo nivel 01 le corresponderá a la entrada del canal I = +0.2V y a

la entrada del canal Q = -0.2V, entonces a la salida del sumador se tiene:

+0.2*sencDct - 0.2*coscoct

' Tomasi, Introducción a los Sistema de Comunicaciones, páginas 466-480



Para el tercer nivel 10 le corresponderá a la entrada del canal I = -0.2V y a la

entrada del canal Q = +0.2V, entonces a la salida del sumador se tiene;

-0.2*sencoct + 0.2*coscoct

Para el cuarto nivel 11 le corresponderá a la entrada del canal I = +0.2V y a la

entrada del canal Q = +0.2V, entonces a la salida del sumador se tiene:

Resumiendo en la tabla 2,1 se tiene que el bit menos significativo (bit de

la derecha) de la palabra código (dibit) controlará al canal I y el bit más

significativo al canal Q, en nuestro diseño.

SEÑALES

LÓGICAS

0 .

0

, 1

1

0

10

1

I(V)

-0.2

+0.2

-0.2

+0.2

Q(V)

-0.2

-0.2

+0.2

+0.2

Tabla 2.1

Codificación de la señal digital binaría

Grafícando los valores que salen del sumador en el diagrama de

constelación (figura 2,2) se tienen puntos que representan la distribución de

fase contenida en la onda resultante. En el diagrama de constelación los

valores correspondientes a senoDct se ponen sobre el eje X o como se

mencionó anteriormente lo llamaremos eje in-phse, I, y los valores

correspondientes al coscoct sobre el eje Y o en cuadratura Q. El diagrama de

constelación muestra los componentes de magnitud y fase de una onda

sinusoidal.



Del diagrama de constelación se tiene;

NIVEL j MAGNITUD | FASE

00

01

10

11

0.388

0.388

0.388

0.388

-135°

-45°

+135°

+45°

Tabla 2.2

Como se puede observar en la tabla 2.2 se tienen cuatro estados

representados en el diagrama de constelación por el ángulo 0, cada cambio de

fase de 90° se dará con la variación de nivel y permitirá variaciones de 45° para

que conserve estabilidad de fase en el modulador, además se logró la

característica de un modulador Q-PSK que es la magnitud constante de la

señal modulada resultante,

2.2.2 MODULADOR 8-QAM

Como se mencionó en el capítulo I para un modulador 8-QAM se tiene

variaciones de fase y amplitud de una portadora en correspondencia con el

cambio de tres bits que conforman los 8 estados siguientes: 000, 001, 010,

011, 100, 101, 110, 111 con este tipo de modulación se pretende tener dos

niveles de amplitud y 4 cambios de fase en total para todas las combinaciones

binarias por lo que se necesita diseñar un circuito que nos permita tener el

control de los canales I y Q con los tres bits de entrada de tal manera de

alcanzar los resultados deseados.

La figura 2.3 nos muestra la distribución de estados en el diagrama de

constelación para una señal de modulación 8-QAM que necesita 4 niveles de



señal y la correspondencia en dígitos que se da ahora como se dio en la

modulación Q-PSK.

101

100

000

001

Q

111

110

010

Olí

Figura 2.3

Diagrama de constelación de la modulación 8-QAM

Para 8-QAM como ya se menciono se necesitan tres bits (A, B, C) para

obtener el cambio de fase por lo que como se puede observar se tiene el bit A

que nos dará la polaridad en el eje Q y el bit B que nos da la polaridad para el

eje I, el bit menos significativo nos dará la magnitud tanto en el eje I como en el

eje Q como se planteó anteriormente.

El circuito de control funcionará con una lógica tal que nos permitirá el

manejo de la señal de salida con los tres bits A, B, C de entrada. El bit C nos

dará la magnitud del nivel que ingrese tanto al canal I como al canal Q, ahora

escogeremos la magnitud del nivel correspondiente para 1|_ y para 0L, la

magnitud se escoge según la necesidad de reducir la probabilidad de error en

el demodulador (para realizar la comunicación entre los dos dispositivos) con

valores dentro del rango de trabajo del dispositivo modulador I&Q, que sería

con ayuda de lo expuesto en una de las secciones del capítulo I sobre el

-44-


umbral de decisión, si se escoge un valor de A=0.4 igual que en la sección

anterior, para nuestro requerimiento de 4 niveles según la Tabla 1.2 se tiene:

Tabla 2.3

El bit B nos da la polaridad del nivel que ingresa al canal I. negativa para

OL y positiva para 1L) y el bit A nos da la polaridad del nivel que ingresa al canal

Q como se ve en la tabla 2.4.

ENTRADA BINARIA j

A

0

0

0

0

1111

B

0

0

1

1

0

0

11

c0

10

10

10

1

I(V)

-0.067

-0.2

0.067

0.2

-0.067

-0.2

0.067

0.2

Q(V)

-0.067

-0,2

-0.067

-0.2

0.067

0.2

0.067

0.2

Tabla 2.4

A la salida del sumador se tienen las siguientes señales resultantes;



ENTRADABINA'RIA j

A

0'.

;o0,.

0

1

1 '

T-,1 '

•

B

0

0

1

1

0

0

11

*c

; o1

;o. 1.; o

;í\.0

1

SALIDA DEL SUMADOR

-0.067sencoct-0.067coscoct

-0.2*sena)ct - 0.2*coscoct

0.067*seno3ct - 0.067*coscoct

0.2*senroct - 0.2*coscoct

-0.067*senoct + 0.067*coscoct

-0.2*sencoct + 0.2*coso)ct

0.067*seno)ct + 0.067*cosQct

0.2*sencoct + 0.2*coscoct

Tabla 2.5

El resumen de la magnitud y fase resultante se muestran en la tabla2.6.

ENTRADA BINARIA : j AMPLITUD

A

°:0

- 0;

. 0

^111

B

0

0

1

1

0

0

11

có10

10

10

1

(Voltios)

0.113

0.283

0.113

0.283

0.113

0.283

0.113

0.283

FASE

-135°

-135°

-45°

-45°

135°

135°

45°

45°

Tabla 4.6



2.3 EQUIPO MODULADOR I/Q

2.3.1 ESQUEMA GENERAL DEL EQUIPO MODULADOR

Del análisis hecho en la sección anterior utilizando canales I y Q para

tener una señal en cuadratura se puede ver que con el dispositivo modulador

I&Q ZAMIQ-895M podemos realizar un equipo tal que nos permita modular en

QPSK, 8- PSK y 8-QAM se puede extender el razonamiento a niveles mayores

pero en la práctica este no es el caso ,para ordenes altos de QAM Y PSK la

separación entre estados de fase llegan a ser pequeños y la susceptibilidad al

ruido es grande, de manera general un modulador se puede implementar como

se muestra en la figura 2.4, el principal componente de un modulador digital es

el desfasador de 90° el cual divide a la portadora en dos partes iguales

(refiriéndonos a la potencia) las cuales están 90° fuera de fase la señal digital

ingresa a un bloque encargado de tomar los datos de manera serial,

agrupándolos en símbolos, según el tipo de modulador por niveles que se

desee, este bloque produce dos salidas que se conectan a las entradas I&Q de

amplitud y polaridad correspondiente al grupo de bits de entrada y que

corresponderán a cada símbolo, las señales I y Q son luego mezcladas en los

puertos I y Q correspondientes los cuales generan salidas que están en

cuadratura, estas salidas son sumadas y la salida resultante es una señal

modulada.

Convertidor serieparalelo

01001101Entrada digital

Señal modulada

Figura 2.4

Diagrama de un modulador utilizando un dispositivo modulador I&Q



2.3.2 REQUERIMIENTOS

Como se menciona en la sección anterior y según las características

técnicas del dispositivo modulador I&Q se puede ¡mplementar moduladores en

niveles de PSK y QAM ya que el dispositivo modulador I&Q (ZAMIQ-895M)

tiene la característica de poseer una zona lineal de trabajo para los niveles de

ingreso a los canales I&Q lo que nos permitirá variar la fase y amplitud de la

señal modulada.

. En general los datos a modular se obtienen de dos maneras una es de

manera local por medio de un teclado y un display, y la segunda por medio de

un computador (la interfaz entre el computador y el equipo modulador es parte

del proyecto) ambas opciones son manejadas por un módulo principal

encargado de realizar la comunicación entre las fuentes de los datos y el

dispositivo modulador, un segundo módulo llamado convertidor de niveles que

con la ayuda del módulo principal se encarga de convertir los datos que se

reciben a los niveles correspondientes señalados anteriormente para

procesarlos como se indica en la sección anterior.

El diagrama de bloques de la figura 2.5 presenta los elementos que

conforman el equipo completo que permite tener una señal RF de salida

modulada en QPSK y 8-QAM en prácticas del laboratorio de Líneas de

Transmisión que pueden ser realizadas por los estudiantes de niveles

superiores con los beneficios y limitaciones que son presentadas en este

trabajo.



PC

Convertidorde niveles

Teclado yDisplay

Figura 2.5

Diagrama de bloques del equipo modulador completo



CAPITULO IIIREQUERIMIENTO DE HARDWARE Y

SOFTWARE PARA LA IMPLEMENTACIONDEL EQUIPO MODULADOR


FACULTAD PE INGENIERÍA ELÉCTRICA ^^^ EPN

3.1 DESCRIPCIÓN DEL HARDWARE DEL EQUIPO MODULADOR

3.1.1 DISPOSITIVO MODULADOR I&Q (ZAMIQ-895M)

El modelo del modulador es ZAMIQ - 895M que se muestra en la imagen

3.1 está especificado para trabajar con frecuencias de portadora comprendidas

entre 868 y 895 Mhz13 con una potencia de operación en LO de 10 +/-1dBm y

una potencia máxima en el puerto LO de 50mW. Un dispositivo modulador I&Q

provee amplitud de la señal de salida modulada variable trabajando en el rango

de operación lineal.

Imagen 3.1

Dispositivo Modulador I&Q

Este modulador posee cuatro puertos con conectores SMA hembras,

tres de entrada y uno de salida, los puertos de RF tienen una ¡mpedancia

característica de 50Q, el puerto de entrada LO es utilizado para el ingreso de la

señal generada por el VCO, otros puertos de entrada son los puertos I y Q en

donde se introducirá la señal codificada en banda base, el puerto de salida RF

es el puerto de donde se toma la señal ya modulada.

13 Hojas de especificaciones técnicas del dispositivo modulado I&Q, Anexo A-l.



3.1.2 MODULO PRINCIPAL

El módulo principal es la tarjeta de control encargada de realizar la

comunicación serial entre el computador y el equipo modulador por medio de

una interfaz RS-232/TTL que se desarrolla también como parte del proyecto,

este módulo también toma los datos de un teclado y además por medio del

teclado se maneja el orden de presentación de las acciones que realiza el

equipo, con la ayuda de un display se hace la presentación visual de las

acciones que puede realizar el equipo y se muestran las distintas opciones

como una guía de manejo del equipo, además se puede visualizar los datos a

ser modulados que se envían por el teclado.

El módulo principal de control es de diseño común para los demás

equipos del proyecto y tiene como componente principal un microprocesador

8031 de la familia INTEL 51 versión sin ROM14, el microcontrolador es de

tecnología HMOS, 128 bytes de memoria RAM interna, dos temporizadores de

16 bits, es necesario usar una memoria de programa externa de 8 Kbytes del

tipo EPROM (2764), y una memoria RAM externa de 8 Kbytes (6164).

Imagen 3.2

Módulo Principal

14 José González, Introducción a los Microcontroladores.



Puesto que el límite máximo para el funcionamiento del microcontrolador

es de 20 Mhz, se escoge un cristal de 12 Mhz que es un valor estándar para

aplicaciones de comunicación y que permitirá alcanzar velocidades de

transmisión altas para el caso de implementar un sistema de comunicación.

La memoria EPROM a usarse es una 2764 de 8 kbytes (8k * 8), en

consecuencia posee 13 líneas de direcciones. El microcontrolador puede

direcciones hasta 65536 localidades de memoria (64kbytes).

Puesto que la memoria externa es de solo SKbytes solo existen 12

líneas de entrada por lo tanto las direcciones válidas de memoria externa van

desde OOOOH hasta OFFFH, en este dispositivo se asigna a RAM externa las

direcciones desde OOOOH hasta 7FFFH y para direcciones los periféricos

externos se utiliza las direcciones 8FFFH hasta FFFFH direcciones que serán

ocupadas para direccionar un PAL (Arreglo Lógico Programable) que es parte

del módulo del Display y teclado que también es general para el proyecto.

La función del módulo principal es tomar los dígitos binarios tanto del PC

como del teclado que llamaremos modulación de manera local, los datos del

teclado ingresan a memoria externa en donde únicamente se les coloca una

bandera de inicio y de fin (7EH), para luego dirigirlos a los 4 pines más bajos

del pórtico 1 (P1) con un orden que depende de la modulación de niveles que

escojamos.

Los datos para la modulación remota serán de igual manera ubicados en

memoria RAM externa en las mismas condiciones que los datos que

ingresamos por teclado es decir con una bandera de inicio y fin15.

15 Tomado de la Tesis Amplificador de Frecuencia Intermedia con Control Automático Digital.



Microcontrolador8031

Bus dedireccionesAO... Al 5

Interfaz. decomunicación

serial TTL/RS232

bOO

O-o

BusDatos

de

ogo

Bus deDatos

Puerto P1 Conectormacho de 40pines

Figura 3.1

Diagrama de bloques de la composición del módulo principal

3.1.3 MODULO DEL DISPLAY Y TECLADO.

Cómo se menciona en la sección anterior los bits menos significativos

del bus de direcciones son utilizados para direccionar la memoria RAM externa

y los bits más significativos para direccionar periféricos del microcontrolador,

los mismos que serán tratados como localidades de memoria RAM externa,

estos periféricos son el teclado para ingreso de datos y el display para

visualización de los mismos y para la presentación del manejo del equipo.



Imagen 3.3Display y Teclado

El display es un elemento de escritura mientras que el teclado es un

periférico de lectura para el microcontrolador.

Una tarjeta adicional será la que maneje a estos perifér¡cos16como se

mencionó es el módulo del Display y Teclado.

Figura 3.4

Módulo de Display y Teclado

16 Tesis Amplificador de Frecuencia Intermedia con Control Digital.



3.1.4 FUENTE

Para polarizar los distintos módulos se utiliza una fuente, la misma que

nos proporciona los siguientes niveles de voltaje; GND, -5V.+5V.

Con una alimentación de 110 Vac y soporta una corriente máxima de 3A.

Imagen 3.5

Fuente

3.1.5 MODULO CONVERTIDOR DE NIVELES

La función del convertidor de niveles es tomar los datos digitales

binarios del módulo principal desde los 4 pines más bajos del pórtico 1 (P1.0,

P1.1, P1.2, P1.3) procesarlos y tener a la salida de este módulo los niveles

convenientes exigidos por el dispositivo modulador I&Q para la modulación de

la señal digital. El convertidor de niveles es el encargado de dar los niveles

eléctricos adecuados de tal manera que el dispositivo modulador ZAMIQ-895M

trabaje dentro de la región lineal y proporcione los cambios de fase deseados

según el diseño para el modulador Q-PSK, y el cambio de amplitud y fase

según los niveles de la señal de entrada para el modulador de tipo 8-QAM que

se va a implementar, además el módulo es diseñado con las protecciones

necesarias para evitar daños en el dispositivo modulador.

DISEÑO E IMPLEMENTACION DE UN MODULADOR I&Q 56-

EPN

3.1.5.1 FUENTE DE NIVEL

Los niveles de voltaje deseados según el diseño se obtienen de cuatro

fuentes, estos niveles son escogidos de tal manera que el modulador I&Q

trabaje dentro de la región lineal. Para tener niveles fijos de voltaje se usa una

fuente ideal de voltaje hecha con un amplificador operacional LM 324 el mismo

que a la vez presenta como características principales una alta impedancia de

entrada y baja impedancia de salida, la fuente esencialmente se hace con una

configuración de seguidor unitario que proporciona una ganancia de 1 sin

inversión de polaridad como se muestra en la figura 3.2.

Con ayuda de la fuente descrita en la sección anterior que proporciona

los voltajes ya especificados mediante un divisor de voltaje se obtienen niveles

de voltaje de Ivoltio para el nivel de mayor amplitud y para el nivel de menor

amplitud 0.33 voltios, si se tomaran los valores pequeños de voltaje la señal

puede mezclarse con ruido y hacer imposible la detección en el demodulador

en el caso de una conexión, el ajuste a los valores deseados se hace con un

potenciómetro de precisión.

Figura 3.2

Fuente generadora de niveles


FACULTAD DE INGENIERÍA ELÉCTRICA _ EPN

El voltaje V1 es +1-5 voltios dependiendo de la polaridad del nivel que

escojamos, para poder tener las magnitudes de los dos niveles deseados los

valores de los elementos utilizados se calculan para cada uno de los casos.

Se necesitan cuatro fuentes para proporcionar +/-1 Voltio y +/-

0.33Voltios:

Para que V2 tenga una magnitud igual a 1 Voltio y para tener niveles de

corriente razonables escogemos el valor fijo de R2 y R1 de tal manera que nos

dé un voltaje aproximado al valor que deseamos en el divisor de voltaje de

manera que con el potenciómetro podamos hacer fino el cambio al voltaje

exacto que necesitamos, entonces;

R2 = 220 Q

R1 = 560 Q

Si V2 queremos que sea igual a 0.33V, entonces:

R2= 100 Q

P = 500 Q

El potenciómetro de precisión sirve para fijar V2 exactamente a los

valores deseados ya que el modulador necesita a sus entrada valores

exactamente iguales a los calculados ya que su trabajo en la región lineal se da

con valores bajos de voltaje y un cambio significativo de voltaje variará de igual

manera la fase o amplitud en la señal de salida modulada.



3.1.5.2 SELECCIÓN DE NIVELES

El microncotrolador mediante el pórtico 1 es el encargado de manejar un

par de multiplexores analógicos. Los pines del pórtico 1 van conectados a la

entrada de selección de los multiplexores los mismos que determinan el

enrutamiento del nivel deseado proporcionado por la fuente (voltaje V2) el que

es conmutado hacia la salida como se indica en la figura 3.3. Como el alcance

de nuestro circuito es poder realizar una modulación de niveles superiores se

escogió esta configuración.

El multiplexor que se escogió es un circuito integrado CD4052 de

tecnología CMOS que pasará señales polares y es útil para aplicaciones

analógicas y digitales.

V2.1V2.2V2.3V3.4

P1.3

P1.2

P1.1

P1.0

-5V

•¡•5V

a

1_

r-l

12141511

^ •}^j 5p, 2^

4

109

6__

716

I

XO XX1X2 YX3

YOY1Y2Y3

A

INH

VGE

CD4052

13

3 r

12141511

n__1_r-, 5

r-T 2~r-t__4_

109

D 6_

716

Q

X1X2 YX3

YOY1

Y3

INH

CD4052

13

3 3

Figura 3.3

Circuito de selección de niveles



Es necesario hacer un análisis de la ubicación de cada una de las cuatro

fuentes en cada uno de los multiplexores para que con cada combinación de

dígitos binarios provenientes del microcontrolador en la entrada enrute el nivel

deseado, así nos ayudaremos con la tabla 3.3 de control del multiplexor y

además se hace un análisis para cada una de las formas de modulación que

vamos a ¡mplementar para no tener que manipular el hardware y hacer los

cambios necesarios para cambiar la forma de modular únicamente por

software, el análisis se hace para un solo canal de salida es decir en este caso

solo para el canal I ya que el proceso para la selección del nivel es igual para el

otro canal, el análisis se hace tomando dos bits ubicados en los ejes en el

diagrama de constelación uno que nos da la polaridad y otro la magnitud.

01 00

Q

10

10 1100

01

Figura 3.4

Ubicación de los valores elegidos en el diagrama de constelación

QPSK

' 1 *

X

X V

Tabla 3.1



Para este caso se tiene:

X=0 ; la magnitud de V=0.33V

X=1 ; la magnitud deV=1V

8-QAM

Para 8-QAM se necesitan 4 niveles y en correspondencia con lo

dicho en secciones anteriores se escoge los valores.

Tabla 3.2

Como se puede ver se tiene una distribución uniforme. Observando las

tablas 3.2 y 3.3 hay una correspondencia con la ubicación de las señales de

control del multiplexor y los voltajes que se necesitan, por lo que se-muestra el

resultado en la tabla 3.4.

ESTADOS DE

ENTRADA

B

0

0

1

1

A

0

1

0

1

CANALES ENCENDIDOS

X

ox1X

2X

3X

Y

OY

1Y

2Y

3Y

Tabla 3.3Lógica de funcionamiento del multiplexor



ESTADOS DE

ENTRADA

B

0

0

1

1

A

0

1

0

1

CANALES ENCENDIDOS

X

OX=V2.1

1X=V2.1

2X=V2,3

3X=V2.4

V

-0.33

-1

+0,33

+1

Tabla 3.4Ubicación de las fuentes en las correspondientes entradas del multiplexor

3.1.5.3 ACOPLAMIENTO

La señal de salida del multiplexor que nos proporciona los niveles

necesarios para la modulación (salida I figura 3.3) como ya se dijo proviene de

un elemento de tecnología CMOS por lo que es necesario proveer a la salida

de un elemento que permita manejar niveles de corriente correspondientes al

funcionamiento del dispositivo modulador que están en el orden de unos pocos

mA, un seguidor unitario hecho con e circuito integrado LM324 es el encargado

de realizar esta tarea y además mantendrá constante el nivel de voltaje que

entregue el multiplexor. Una de las características que se necesita del

amplificador operacional que se utiliza en el seguidor unitario es que tenga un

adecuado ancho de banda para transmitir la señal de manera que los pulsos de

señal contengan la información necesaria para que en la detección no se

produzcan errores (para realizar una comunicación con el demodulador), por lo

dicho anteriormente el C.l LM324 es muy adecuado ya que permite manejar

una corriente de 4mA con un ancho de banda de 4 MHz y que requiere de un

máximo de 1QnA a su. entrada que serán proporcionados por el elemento de

tecnología CMOS. EL circuito descrito en esta sección se muestra en la figura

3.6.



D1 D2BMC

Figura 3.6

Circuito de acoplamiento

3.1.5.4 PROTECCIONES

Según el anexo A-2 los niveles de voltaje que permiten trabajar al

modulador en la región lineal están en el rango comprendido entre -0.35V y

+0.35V y los rangos de voltaje l/Q de salida que se tienen en el último circuito

de la figura 3.3 son superiores por lo que se necesita bajar estos voltajes.

Es indispensable limitar la corriente que debe ingresar al modulador con

una resistencia fija colocada en serie con el modulador esta resistencia según

las pruebas presentadas en el anexo A-2 es de 270O, esta resistencia también

nos permite tener un divisor de voltaje para obtener en la entrada del

modulador el voltaje deseado, también éste análisis se hace en el anexo A-1 de

pruebas sobre el dispositivo modulador.

Para proteger al modulador se usa un circuito limitador de voltaje con

dos diodos de germanio ubicados como se muestra en la figura 3.4 para limitar

el voltaje y evitar que un voltaje mayor del que hace trabajar al modulador en la



región lineal se pueda presentar por la saturación de cualquiera de los

amplificadores operacionales que se utilizan lo que nos llevaría a tener voltajes

de+5Vy~5V.

3.1.6 VCO

El oscilador ZOS-1025 también adquirido como parte del equipo nos

proporcionara una frecuencia de portadora comprendida entre 685 y 1025 Mhz

según el voltaje de control que se le aplique, la frecuencia que se escoge es

890Mhz para la cual se tiene una correspondencia de potencia para esa

frecuencia de 9 dBm aproximadamente, correspondiéndole un voltaje de

control de 9.5V17.

Imagen 3.6VCO modelo ZOS-1025

El VCO mostrado en la imagen 3.6 se polariza con 12V en el puerto

marcado como GND +12V, este puerto soportará una corriente máxima de 140

mA como máximo, además posee dos puertos de salida: el principal que a la

frecuencia de 890 Mhz proporciona una ganancia de 9dBm y el puerto auxiliar

que proporciona aproximadamente -13.5 dBm, además el puerto que


proporciona el voltaje de control necesita de un potenciómetro para adoptar el

voltaje deseado. Cabe señalar que la impedancia de acoplamiento para RF es

de 50Q al igual que el resto de dispositivos requeridos para este proyecto.

3.1.7 PRESENTACIÓN DEL EQUIPO

Después de la descripción de cada una de las partes que conforman el

equipo ahora podemos presentar tanto la imagen del módulo convertidor de

niveles parte fundamental del desarrollo de este tema, imagen 3.6 como el

diagrama esquemático del circuito diseñado gráfica 3.7.

Imagen 3.6

Módulo convertido de niveles

' Especificaciones técnicas del dispositivo se encuentran en el anexo A-3.

•65-

EPN

Figura 3.7

Diagrama esquemático del módulo convertidor de niveles



Imagen 3.7

Equipo modulador de señales digitales

A la izquierda de la imagen 3.7 se puede apreciar el módulo convertidor

de niveles y a la derecha se tienen el módulo principal y el módulo de manejo

de display y teclado en un módulo único que evitará la manipulación de las

tarjetas por separado, a este conjunto lo llamaremos módulo principal de

trabajo. La figura 3.8 muestra el diagrama de bloques de la conexión del

módulo principal de trabajo.

MODULO PRINCIPAL DE TRABAJO

MODULOPRINCIPAL

MODULOCONVERTIDODE NIVELES

MODULO DEDISPLAY YTECLADO

Figura 3.8



3.2 SOFTWARE

3.2.1 DESCRIPCIÓN DEL PROGRAMA PRINCIPAL

El programa principal esta desarrollado para manejar el equipo

modulador de una manera muy didáctica, las distintas presentaciones que se

muestran en el display ayudaran al estudiante en el manejo del equipo, lo que

se hace en el manejo del modulador de manera local es tomar del buffer del

teclado los datos que se encuentran en forma hexadecimal para luego

convertirlos en un código ASCII en la subrutina EXTO_SERVICE, mediante

comparaciones se van escogiendo las subrutinas residentes para presentar la

correspondiente pantalla en el display. El programa requiere de localidades de

memoria para almacenar datos, asignar variables y manejar subrutinas,

también es necesario especificar la existencia de banderas que indican valores

en la atención de interrupciones del programa. Estas localidades se muestran

en la tabla 3.5.

ETIQUETA

SERIAL

TIP_MOD

Vtx

DATO

VELOL

VELOH

POSITION

BUFTCL1

BUFTCL

FLAGJVIODFLAG REC



26H.O

20H.O

FLAG_MODEM

TEC_FLAG

Bandera de seteo de

Bandera del teclado

parámetros

Tabla 3.5

Presentación delequipo

Modo

Local =0Remoto=1

odo remoSeteo deara metro

Aplicaciones0=Pruebas1=QPSK=8-QA

Recoge losdatos de RAMexterna losmodula

Figura 3.9

Diagrama de flujo del programa principal

DISEÑO EIMPLEMENTACION DE UN MODULADOR I&Q •69-


3.2.2 MODO REMOTO

Al escoger el modo remoto el teclado que se utiliza para la modulación

en modo local queda anulado completamente pero se tiene la opción de

regresar a la primera pantalla, una vez seteados los parámetros el proceso de

modulación de manera remota debe realizarse completamente.

Para acceder al modo remoto se activa la interrupción serial lo que nos

permite atender una subrutina ubicada en la dirección ODOOH, esta subrutina es

preparada como parte del proyecto en el desarrollo del interfaz, una vez que se

atiende la subrutina con la ayuda de banderas asignadas para este propósito

se puede realizar la modulación.

Cuando ya se han seteado los parámetros es decir la velocidad de

transmisión y el tipo de modulación que se va a realizar se activa la bandera

26H.O FLAG_MODEM, una vez seteados los parámetros se puede enviar el

archivo de datos que se escribe en memoria externa desde la localidad 0020H

con una bandera de inicio y fin asignada a la 7EH, cuando los datos se han

escrito en la memoria externa se setea la bandera 26H.1 FLAGJREC, de igual

manera para empezar a modular se setea otra bandera que es la 26H.2.

3.2.3 MODO LOCAL

3.2.3.1 PRUEBAS

Estas pruebas se realizan con el objeto de comprobar el buen

funcionamiento del dispositivo modulador I&Q.

Se presentan 6 pruebas que se muestran en la pantalla del display, se

escogen con el teclado cada una de las opciones presentadas, estas opciones

son las siguientes:



Opción O 0Lpara la entrada del cana! I y 0L para la entrada del canal Q.

Opción 1 0L para la entrada del canal I y 1L para la entrada del canal Q.

Opción 2 1Lpara la entrada del canal I y Ou para la entrada del canal Q.

Opción 3 Envía una señal con los cuatro estados para cuatro cambios de

fase tipo serie.

Opción 4 Permite el envío de tres caracteres repetidamente en código

ASCII para ser modulados en 8-QAM.

Opción 5 Permite el envío de un carácter repetidamente en código ASCII

para ser modulado en Q-PSK

Las opciones de la O a la 2 se realizan automáticamente fijando al P1.1

correspondiente al cana Q y al P1.3 correspondiente al canal I los niveles para

cada caso. En P1.0 y en P1.2 se pone el valor correspondiente al 1 Lógico para

fijar el valor de voltaje a la salida del módulo convertidor de niveles en 1V.

La opción 3 genera una secuencia de ocho bits 00110011 para el canal I

y una secuencia de 8 bits 01010101 para el canal Q. Con esta opción se tiene la

posibilidad de escoger la velocidad de transmisión con la correspondiente

subrutina.

En la opción 4 se escoge primero la velocidad de transmisión de entre

todos los valores en bits por segundo (bps), en esta opción se hace uso del

teclado para escoger tres caracteres numéricos para que en forma de

secuencia se modulen en 8-QAM y poder observar en el osciloscopio.

En la opción 5 se procede de manera similar que en la opción anterior

escogiendo primero la velocidad de transmisión de entre los siete valores que

se presentan en bits por segundo (bps), en esta opción se hace uso del teclado

para escoger una tecla para que en forma de secuencia se module en QPSK y

poder observar en el osciloscopio.

DISEÑO E UVIPLEMENTACION DE UN MODULADOR I&Q -71-


Aplicaciones

Presenta a la salidadel P1 los datosseleccionados

Figura 3.10

Diagrama de flujo de prueba

3.2.3.2 MANEJO DEL MODULADOR QPSK Y 8-QAM

El equipo permite al estudiante tener la opción de escribir y visualizar los

datos que desea enviar en el display, además en esta misma pantalla se tiene

la opción de cancelar el envío y regresar a la pantalla anterior. Si los datos han

sido escritos correctamente y se desea modular los datos se presiona la tecla

ENTER que indica la acción. Para modular los datos se realiza la siguiente

operación y lo que se hace es mientras los datos se van escribiendo en el

display también se van guardando en memoria RAM externa en la primera

localidad de memoria de datos asignada que es la 0020H, en esta localidad el

primer carácter que se pone es la bandera de inicio para tener conexión con el

demodulador y tener un control de la extensión del texto, esta bandera también

se utiliza en la transmisión remota para saber la extensión del archivo que se

recibe en el equipo la bandera es la 7EH, luego de la bandera van los datos y

cuando se termina de escribir los datos se pone la misma bandera par indicar

-72-


que se ha terminado de escribir los datos y entonces se puede enviar a

modular toda la información, luego de que se han escrito los datos en memoria

externa del programa se envían los datos según la opción de modulación que

se escoja, según la estructura del equipo se necesitan cuatro bits ubicados en

el pórtico 1 para controlar los multiplexores que proporcionan la salida de los

niveles deseados.

MODULACIÓN QPSK

Según la lógica expuesta en la tabla 3.3 del multiplexor y la tabla de

resumen del diseño QPSK tabla 3.1 el primer bit de la derecha va al pin P1.3

para ir al canal I, el bit siguiente correspondiente al canal Q va al pin P1.1 y en

los pines P1.0 y P1.2 un 1 lógico para fijar el nivel de voltaje en 1 Voltio a la

salida del modulo convertidor de niveles todo esto se hace por software ya que

las conexiones están ya fijadas.

ELIJA lVELOCIDAD Vtx

ELIJA LAELUCIDAD Vt

4 = 2400 5 = 48006 = 9600

Se almacenanlos datos a

Modula lasteclas

presionadas

Figura 3.11

Diagrama de flujo para el modulador QPSK



MODULADOR 8-QAM

Tomando en cuenta las tablas 2.5, 3.3 y 3.4 podemos mostrar la

configuración en el puerto P1 como se muestra en la figura 3.3 en donde al pin

P1.0 se pone el primer bit de la derecha de la serie, bit C del canal Q al igual

que en el pin P1.2 bit C del canal I el siguiente pin P1.1 será el que determine

la salida para el canal Q y el tercer bit será el que controle la salida para el

canal I por el pin P1.3.

Elija Vtx bps4= 2400 5= 4800

6 = 9600

Se almacenanlos datos a

modular

Modula lasteclas

presionadas

Figura 3.12

Diagrama de flujo para el modulador 8-QAM



3.2.4 DESCRIPCIÓN DE LAS SUBRUTINAS GENERALES

CLEAR DSP (BORRADO DEL D1SPLAY)

Esta subrutina permite borrar el display y posicionar el cursor en el punto

inicial, primer carácter de la primera línea.

SHOWJTEXT

Presentación de mensajes en Display y el Mensaje se lo recoge de la

memoria ROM. Esta subrutina despliega un mensaje a partir de la tabla de

mensajes con sus respectivas etiquetas. Borra todo el display e inicia desde la

posición inicial. Los mensajes se deben terminar con / * para salir de la

subrutina.

DELAY

Espera del display. Esta subrutina permite realizar una espera para que

se ejecuten las operaciones internas del display. Los valores de los contadores

deben ser ingresados en los registros R6 y R7 y deben estar de acuerdo a los

valores del reloj del microprocesador y de los tiempos sugeridos por el

fabricante del display.

1NSERTJ.OC

Esta subrutina es para posicionar el cursor y escribir un carácter, el

carácter al ser desplegado debe guardarse en la el registro R6 y la posición en

el display en el registro R7. Cada subrutina debe llamarse por separado.



INSERTJ3HAR

Escritura del carácter en al posición actual del display, el carácter debe

ser previamente almacenado en la localidad R6.

POS_MESS

Subrutina que escribe mensajes a partir de determinada localidad. La

dirección de la localidad que va a recibir el mensaje debe estar guardada en al

localidad denominada POSITION y en el DPTR la localidad ROM del inicio del

mensaje.

ESPERÁIS

Esta subrutina permite hacer esperas de aproximadamente un segundo

en las presentaciones de pantallas del display.



CAPITULO IVINSTRUCCIONES DE FUNCIONAMIENTO

PRUEBAS SOBRE EL EQUIPO

PRACTICA DE LABORATORIO



4.1 FUNCIONAMIENTO

4.1.1 MODULO PRINCIPAL DE TRABAJO

Imagen 4.1

Módulo principal de trabajo

El manejo de este equipo es muy sencillo sin embargo una de las

precauciones más importantes que debemos tomar es ubicar correctamente los

conectores de alimentación en el sentido que se indica en la caja de protección

de los módulos (módulo principal y módulo de display y teclado).



muestran en el display ayudan al estudiante en el manejo del equipo. Cada una

de las pantallas indica las teclas que se utilizan para el control, las teclas que

no se utilizan sirven para escribirías como datos para ser modulados, las teclas

de la segunda función no están activadas.

DISEÑO EIMPLEMENTACION DE UN MODULADOR I&Q -78 -


La tecla ||¡|| realiza la acción indicada en la presentación, la tecla que

borra toda la pantalla es jji|||, la tecla que indica que se puede anular la acción

presentada en la pantalla y regresar a la pantalla anterior es l g, la tecla que

indica que hay una siguiente pantalla es |j[|j En la tabla 4.1 se indican las

teclas disponibles, los respectivos códigos ASCII que son los que se modulan y

se presenta en el display.

NOMBRE DE

LATEÓLA

ASCII

O

1

2

3

4

5

6

7

8

9

CLEAR

HELP

ENTER

ND

Tabla 4.1

Código ASCII de las teclas utilizadas

DISEÑO EIMPLEMENTACION DE UN MODULADOR I&Q -79


4.1.2 MANEJO DE PANTALLAS

A continuación revisaremos la secuencia de pantallas para el manejo del

equipo. La pantalla principal hace la presentación del proyecto y se muestra

durante tres segundos luego de este tiempo se pasa a la siguiente pantalla.

Figura 4.1Presentación del proyecto

En la siguiente pantalla se escoge la fuente de datos, si se escoge la

manera local la fuente es el teclado (opción 0) y si escogemos la manera

remota la fuente de donde tendremos los datos es el computador, con la opción

remota se anula completamente el teclado.

Figura 4.2

Pantalla para escoger la fuente de datos



En el modo loca! se pueden escoger entre tres aplicaciones.

PRUEBAS: opción O, nos permite enviar valores fijos de información

para comprobar el buen funcionamiento del dispositivo modulador i&Q antes de

enviar secuencias de datos.

QPSK: opción 1, indica que se va realizar la modulación QPSK enviando

datos por teclado.

8-QAM: opción 2, indica que el tipo de modulación para los datos que se

envían por el teclado es 8-QAM.

Figura 4.3Serie de pantallas de presentación de aplicaciones



ESTA ENVIANDOCANALIZOCANALQ = 6

ELIJA LA Vtxbps0 = 150 1=3002=600 3 = 1200MOD. LOCAL V'-.-:

ESTA ENVIANDOCAÑAL i = 00110011CANAL Q = 01010101

Figura 4.4Serie de pantallas de presentación de pruebas

La pantalla de velocidad de transmisión tiene la opción de avance de

pantalla en la cual están el resto de valores de velocidad para escoger.



Figura 4.5Serie de pantallas de presentación de las pruebas 4 y 5



ELIJA LA Vtxbps

MOD, LÓCÁlí

ELIJA LA Vtxbps4 = 2400 5 = 48006 = 9600MOD. LOCAL <-

Figura 4.6

Serie de pantallas de presentación de la modulación QPSK

Para la modulación QPSK y 8-QAM primero se escoge la velocidad a la

que se desea transmitir para luego escribir en el display los datos desde el

teclado, para esto se ocupan las dos líneas centrales del display las mismas

que se van borrando conforme se ingresan los caracteres que se van a



modular, a medida que se va escribiendo en el display se van guardando los

datos en memoria RAM externa con una capacidad de 8 Kbytes.

f

ELIJA LA Vtxbps0 = 150 1=3002 = 600 3 = 1200MOD. LOCAL '

MOD. LOCAL 8-QAM

ENTER CLEAR <~

MODULACIONCONCLUIDA

ELIJA LA Vtxbps4 = 2400 5 = 48006 = 9600MOD. LOCAL *

Figura 4.7

Serie de pantallas de presentación de la modulación 8-QAM

Si se escoge la manera de modular remota (opción 1) podemos retornar

únicamente en la primera pantalla de presentación para volver a escoger la

manera de modular, si se setean los parámetros desde el PC como se pide en

la primera pantalla se debe terminar con el proceso de modulación de manera

DISEÑO E BVÍPLEMENTACION DE UN MODULADOR I&Q -85-

EPN

remota ya que se anula completamente el teclado y la única fuente de datos es

el computador.

TRANS. REMOTA iSETEE PARÁMETROS i

DESDE EL PC 1

TRANS. REMOTADATOS RECIBIDOS

DESDE EL PC

IMODULACIÓNCONCLUIDA

Figura 4.8Serie de pantallas de presentación del modo remoto



Para el modo de operación de modulación remota los parámetros que se

deben setear en el computador son: el tipo de modulación y la velocidad de

transmisión por lo que las pantallas que se presentarán en el display son las

mismas para los dos tipos de modulación ya que solo presentan las acciones

que se han hecho en el equipo.

4.1.3 MODULO CONVERTIDOR DE NIVELES

Es el interfaz entre el módulo principal de trabajo y el dispositivo

modulador I&Q ZAMIQ-895M.

Imagen 4.2

Módulo convertidor de niveles

Otro punto que hay que tomar en cuenta en el manejo de los dispositivos

de alta frecuencia diseñados por la compañía Mini-Circuits es que cada uno

trabaja con un rango de valores de potencia de las señales RF que se utilizan

por lo que para su manejo es necesario leer las especificaciones técnicas del

anexo A.

DISEÑO EIMPLEMBNTACION DE UN MODULADOR I&Q - 8 7 -

FACULTAD PE INGENIERÍA ELÉCTRICA EPK

4.2 PRUEBAS SOBRE EL EQUIPO

4.2.1 PRUEBA 1 ( SEÑAL EN BANDA BASE)

Esta prueba se realizó para comprobar el funcionamiento del equipo

convertidor de niveles y además es obligatorio realizarla antes de conectar el

dispositivo modulador I&Q ya que nos ayuda a verificar que los niveles de

voltaje no excedan a los valores determinados que son; nivel alto +0.3V y -0.3V

y nivel bajo +0.16V y -0.16V, para esta prueba se realizaron las conexiones

entre el equipo principal de trabajo y el equipo convertidor de niveles (figura

4,9) para luego llevar directamente hacia el osciloscopio las señales

provenientes de los canales I y Q para observar las señales que se obtienen en

la opción O correspondiente a las pruebas.

Equipo principalde trabajo Osciloscopio

Datos /Canal I

Canal Q

Equipoconvertidor de

Figura 4.9

Conexión del equipo

En la opción de pruebas podemos enviar valores de voltaje fijos

correspondientes a un uno lógico o cero lógico a los canales I y Q, además se

pueden enviar caracteres para modular tanto en QPSK como en 8-QAM. Para

la parte de modulación, la señal en banda base que sale por el canal I y por el



canal Q se puede observar en el osciloscopio digital (TEKTRONIX TDS 120)

con lo que se puede comprobar que las señales obtenidas corresponden a los

dos tipos de modulación según el diseño explicado en el capítulo II. En esta

sección de pruebas se analizan cada una de las señales que se obtuvieron así

[as gráficas que se presentan a continuación son las que se imprimieron de las

pruebas de funcionamiento del dispositivo convertidor de niveles.

Ti

-i*

-2»

íjt Jl_ '«'Stop MP<*-DJ»Gf, PAWTAU*

^i f 1 1 ; tvi i

':'• ', • '•

:;-••!.-••-+

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htHpotocftt

'í anenüi':

fotnato;

Aumeíttár.Camasí£

;ft^tó%PW ítí

Gráfica 4.1

Gráfica de la opción O de pruebas

Esta gráfica presenta las señales que obtenemos en la opción O de

pruebas en donde se envía un O lógico correspondiente a un voltaje negativo

de 0.3 voltios tanto al canal I como al canal Q.



24-

^ M Pw¡ QJOOOf PAKTA11A

Fonwto

'Aumcmaf-Contarte.

CH1 (UV CH2 0.3V

Gráfica 4.2

Gráfica de la opción 1 de pruebas

Señales provenientes de la opción 1 de pruebas, para el canal I un OL, y

para el canal Q un 1L cuyos niveles son -0.3 y +0.3 voltios respectivamente, el

canal I es el canal 1 del osciloscopio y el canal Q es el canal 2, gráfica 4.2.

CHI iray

Gráfica 4.3


DISEÑO E MPLEMENTACION DE UN MODULADOR I&Q


Opción 2 de pruebas en donde se envía al canal I = 1L, canal Q = OL

correspondientemente +0.3 voltios y -0.3 voltios, gráfica 4.3.

-6

Tt

•}*

2*

CH

H - . Jl- '**

ulf ,.».

PSto,

...

"

•

:

"• y •"

i 1 i 4» 1 1 f 1

•

MPüK OOJOí f*CDOAS•

IMf

1 D.3V CH2 0,3V

t'i

'

^

-

i

,,

¡ :",

tt

.*• ' " í " ' '

:'

.

FUOT&CKl

CH2

CH1rrecuéhcrá

' 75,11 HiCH2-

Frecuencia

15QJ) Hi,

Gráfica 4.4


La opción 3 de pruebas presenta una serie para la cual se puede

escoger la velocidad de transmisión dada por los bits del canal Q que se

observan en el canal 2 del osciloscopio para este ejemplo la velocidad es de

600 bps.

*



T€

i*

2*

CH

si* _n_ • st*

* . 1 1

....

i i i t

•

•

i

1 0.3V C

M Púa -#,6Qms UTflJOAKS

t . - i

•

*

t j !,l i -L l

:

•'

:

: *

>;

-

:

*

E-H2 Q3V

• •

iti •

: -

t H-

;

:" :

*„

MJ-

-

:-4i»

i * M"

-

;-~.',

Eíl6do<WStstcífta

Op^

AuiocAfado,

&ií¥.de»Re^stro

Lanwag?

Bit de inicio para el análisis

Gráfica 4.5


En esta gráfica se presenta la opción 5 de modulación QPSK para el

carácter 35H enviado en serie a una velocidad de transmisión de 150 bps,

analizando la gráfica anterior se puede verificar que en la modulación QPSK se

envía alternadamente los datos al canal ! y al canal Q según la velocidad de

transmisión escogida.

35 H = 00110101 b

Así al canal I le corresponde la serie

y al canal Q

Q'

1110

0010

Que se puede verificar en la gráfica 4.5.



Ti

1*

2*

k JV Wd M Pos 11.«mr CH2

t 1 1 !1

4"

..

11

1 i ] + i i i i '

i 1 i i

:

*'"

r

E

1i

' ' ! ' ' ' •

1 • • '*'•'' '

i

-;

i ( 11 mi

' * " ' . '

i i i t 1

-4

n

Acoplamiento

Lfrrih*Ancho Bwdd

60MKz

Ganaoa'aVtfúMe

Sonda

Bit inicial para el análisis

Gráfica 4.6


En esta gráfica se presenta la opción 5 de modulación QPSK para el

carácter 39H enviado en serie a una velocidad de transmisión de 300 bps, para

este caso se analiza de igual forma que se analizó en la gráfica anterior; así

para este ejemplo.

39 H = 00111001 b


y al canal Q

Q'

1010

0110

lo que se puede verificar en la gráfica 4.6.



bit de inicio para el análisis

Gráfica 4.7


En esta gráfica se presenta la opción 4 de modulación 8-QAM del


este caso se analiza de igual forma que se analizó en el caso anterior para la

modulación QPSK y según lo explicado en el capítulo II para la modulación 8-

QAM¿ así para este ejemplo se tiene;

35 H = 00110101 b

Q I c

Recordando lo que se dijo para el diseño en el capítulo II se tiene que el

bit C nos da la magnitud del símbolo, así: para 1L = nivel alto, OL = nivel bajo, y

los bits I y Q nos darán la polaridad, así: 1L = positivo, OL = negativo.



.00110101001101010011010100110101

!

Q

-1

+1

+0,3

+0,3

-0.3

+0.3

+0.3

-o;3+1-1

+0,3,.

-0.3

-1

+1

-1 .

-1

Tabla 4.2


Gráfica 4.8


En la gráfica 4.8 se presenta la opción 4 de modulación 8-QAM del


este caso se analiza de igual forma que se analizó en el caso anterior.

39 H = 00111001 b

Q



.00111001001110010011100100111001

IQ

-1

-1

*1

*1 X

-0.3

+0.3

-0.3

f*o/3,~. *- ;

+ 1

-1

+0.3

7o;s '+0.3

+0.3

-1-1,

Tabla 4.3

T f e k j LF~

2»-

i-f fi"i-«-»'i i.j (,t,i t » t : t » » i t»

Q:3V Q.3V "tísmi' 'X • fc '• ' • ' • ' •n-'' • f l? ' ' 'r' ' ' ' ' * - ' ' * r ' >"' '

InterpcAacáCh

Perwtwcía

Fwmato

COtltJAÍtB


Gráfica 4.9Gráfica de la opción 2 de aplicaciones

Esta gráfica corresponde a la señal obtenida al trabajar con ia opción 2

de aplicaciones se presenta la modulación QPSK del carácter 012 decimal,


FACULTAD DE INGENIERÍA ELÉCTRICA . EPN

enviado a una velocidad de transmisión de 1200 bps, con bandera de inicio y

fin (7EH), analizando como en las gráficas 4.5 y 4.6 se tiene:

012d = 001100000011000100110010 bx\ I0111111000110010001100010011000001111110

7EH 7EH


01110010101000100111

y al canal Q

11100010001000101110

lo que se puede verificar en la gráfica 4.9.

4.2.2 PRUEBA 2 (SEÑAL MODULADA)

Esta prueba se realizó adicionando a los elementos anteriores de la

pruebal el dispositivo modulador I&Q y los respectivos elementos de alta

frecuencia necesarios para el funcionamiento del equipo.

Con esta prueba se obtuvo la forma de la señal portadora modulada que

indica el buen funcionamiento dei dispositivo modulador ZAMIQ-895M, para lo

cual se utiliza un mezclador para poder llevar ia señal al osciíoscopio Tektronix

ya que se está trabajando con frecuencias muy altas y no se dispone de un



equipo para poder observar (as señales a frecuencias tan altas, con este

mezclador se consigue alimentar al osciloscopio con una señal a una

frecuencia intermedia de diferencia tal que se pueda observar en la pantalla ya

que el osciloscopio tiene un ancho máximo de 60 MHz. El elemento mezclador

(modelo ZLW-2) utilizado fue adquirido también como parte del proyecto a la

compañía Mini-Circuits, el mezclador trabaja hasta con una señal de frecuencia

de 1Ghz para la entrada del oscilador local y la señal de RF\n se utiliza

el oscilador ZOS-1025 como entrada LO al dispositivo modulador ZAMIQ-

895M, y como oscilador auxiliar el 1362 de la General Radio Company utilizado

en el laboratorio de líneas de transmisión, la señal que se obtienen de este

oscilador tiene una potencia se aproximadamente 25dBm y es necesario

atenuarla ya que no se debe sobrepasar la potencia de entrada en LO del

mezclador que es de 7dBm.

VCOl VC02

Equipo principalde trabajo

Dispositivomodulador I&Q

Equipo convertidorde niveles

Mezclador

Osciloscopio

Figura 4.10


1 Especificaciones técnicas, Anexo A-3



Para esta prueba es necesario que los osciladores que se usen provean

de una señal estable en amplitud y frecuencia ya que la frecuencia intermedia

que se desea visualizar debe ser muy baja en relación con la frecuencia que se

trabaja, y se debe evitar cambios de frecuencia pequeños en los osciladores

por inestabilidad ya que esto ocasiona problemas para observar la señal en el

osciloscopio.

La primera gráfica que se presenta muestra la serie que se presenta en

la gráfica 4.4 de la sección anterior pero la velocidad de transmisión es de 9600

bps ya que obtener frecuencias intermedias menores de manera que se pueda

ver la señal a velocidades más pequeñas fue imposible por la inestabilidad de

los osciladores, para el análisis de la señal modulada debemos tomar en

cuenta que la manera de modular del dispositivo modulador ZAMIQ-895M es

de forma diferencial, ello es que basándose en una señal de referencia con la

que esté trabajando (oscilador local) el momento que entra un símbolo en los

puertos de datos, el dispositivo desplaza en fase la señal actual hacia atrás el

valor del defasaje correspondiente al símbolo, trabajando con la tabla 4.4.

• 'A

..-00" ^

01,-.

- dC;.Yfi 1X

FASE

-135°

-45°

+135°

+45°

Tabla 4.4



Gráfica 4.10

Gráfica 4.11

Gráfica de la señal modulada (opción 5 de pruebas)



Para esta gráfica la modulación es QPSK del carácter 35H para el

análisis de cambio de fase se utiliza la tabla 4.4, el canal 1 del oscüoscopio

corresponde a la señal que entra al canal I.

Gráfica 4.12

Opción 5 de pruebas

Para la gráfica 4.12 de modulación QPSK para el carácter 39H se utiliza

la tabia 4.4 para los cambios de fase sobre la portadora de referencia.



101 001 101 110 100 010 Olí 010

Gráfica 4.13

Gráfica de la señal modulada (opción 4 de pruebas)

Para la gráfica 4.13 de modulación 8-QAM para el carácter 35H a una

velocidad de 9600 bps se utiliza la tabla 4.5 para los cambios de fase y de

amplitud sobre la portadora de referencia.

ENTRADA BINARÍA' , j AMPLITUD

Q

0

0

0

0

, 1A

1

1

I

0

0

110

0

11

c0

10

.-, ; -1- '0

10

;1 -

Menor

Mayor

Menor

Mayor

Menor

Mayor

Menor

Mayor

FASE

225°

225°

135°

135°

315°

315°

45°

45°

Tabla 4.5

DISEÑO E IMPLEMENTACION DE UN MODULADOR I&Q -102


Gráfica 4.14

Gráfica ampliada de la gráfica 4.13



Gráfica 4.15

Gráfica de una señal modulada (opción 4 de pruebas

Para la gráfica 4,15 de modulación 8-QAM para el carácter 39H a una

velocidad de 9600 bps se utiliza la tabla 4.5 para los cambios de fase y de

amplitud sobre la portadora de referencia.

Gráfica 4.16. Gráfica ampliada de la gráfica 4.15



4.2.3 PRUEBAS (ESPECTRO DE POTENCIA)

Para esta prueba se arma el equipo igual que en el caso anterior con los

elementos de alta frecuencia sin el mezclador ya que directamente la señal RF

modulada de salida del dispositivo modulador ZAMIQ-895M es la que vamos a

ingresar al analizador de espectros del laboratorio de Electrónica de alta

frecuencia para obtener datos de potencia y la forma de la señal en el dominio

de la frecuencia, de igual manera que en el caso anterior comparando con los

datos teóricos dados para los dos tipos de modulación se pueden analizar las

señales y ver si son los resultados esperados. La frecuencia de portadora es de

887.672 MHz con una potencia de 9.02 dBm en la entrada LO del dispositivo

modulador I&Q. Para todos los casos se indica la potencia de la señal

modulada también se indica el ancho de banda según Nyquist.

Equipo principalde trabajo

Datos

VC01

Cana! I

Canal Q—

Señal RF

H

Dispositivomodulador I&Q

Equipo convertidorde niveles

Analizador deespectros

Figura 4.11


DISEÑO EMPLEMENTACION DE UN MODULADOR I&Q - 105-


jl¡2:t.3±í2'4'. «'PR 28. 2608

REF 23.6, dB»- íST 4fl dB,

CEHfER -8.87-..£1846,. RH¿RtjS; VU ±.9 >Hz

BPAH 28. <SWP 38B «'seo

Gráfica 4.17

Potencia de la señal RF modulada P= -6.6 dBm

La gráfica 4.17 del espectro de potencia corresponde a la opción 2 de

pruebas en donde se envía ai canal I un 1L y al canal Q un OL.

PEAKLOB11aev

Mft SBSC F*

•CORR

- ..23.6 dBa ;ft:T 48

CEMTER 887.68618, HHz;RES BH 1,* kH* UB.M í fcHi

HftRKER

HARKÉR iOH orr

28.88 kHlSHP aee »«*c

ñor*'P.'r .2

Gráfica 4.18

Potencia de la señal modulada P= -10.9 dBm, Ancho de banda AÍÍRF- lOKHz

La gráfica de espectro de potencia corresponde a la opción 3 de pruebas

en donde se envía una serie determinada a 9600bps.

DISEÑO E IMPLEMENTACION DE UN MODULADOR I&Q - 106-


±2122148 APR ¿»f 29**

RET '28;.,;6; dB« ftT *• dBpErtk

i»dB/

Uft SBSC F,S

CCMTGR 887.59976 HHzRES BU i.é kHz YBW i

MftRKCftftMPTP

8ELECTi. 2 a 4

SPrtH 2t.*» fcHiSUP 300 *i*o

.Mor».bf: 2

Gráfica 4.19

Potencia de la señal modulada P= -15.4 dBm. Ancho de banda ABRF = 6.8 KHz


en donde se envía el carácter 39H modulado en 8-QAM a 9600bps.

HftRKERNO«UAL

.HflpKER*

NfSRKER"a«pTff

CEHTER 897.62823 MHzRES BU 1.8 kHi VBH 1 kHz

SPftN 2«.«*8HP SBC »v«o

Gráfica 4.20

Potencia de la señal modulada P= -9.9 dBm3 Ancho de banda AEÍRF = 7 KHz


en donde se envía el carácter 437decimal modulado en 8-QAM a 9600bps.

DISEÑO EIMPLEMENTACION DE UN MODULADOR I&Q 107-


M A R K E RHoRnnL

Gráfica 4.21

Potencia de la señal modulada P= -12.4 dBm, Ancho de banda ABRF = 9.8KHz


en donde se envía el carácter 30H modulado en QPSK a 9600bps.

.....REF 23.. .5: dB.PETÁKLO 6

26.80

CEHTER 887.67278 HHi-RES' BM l.-é Ü.Hz

Gráfica 4.22

Potencia de la señal modulada P= -10.4 dBm, Ancho de banda AB^ = 9.8 KHz


en donde se envía el carácter 33H modulado en QPSK a 9600bps.

DISEÑO E IMPLEMENTACION DE UN MODULADOR I&Q -IOS-


12189142 ñPR 29, 20*0

REF 23 .6 dB* AT 48 dBPEMCtu aILldB'/

CCHTER 987. 64a»3 MHxRES BH 1 .6 kHz

SPftM 20,-•• kHz•SHP 389 »»•«•

Gráfica 4.23

Potencia de la señal modulada P= -11.8 dBm, Ancho de banda AB^r = 9.8 KHz

La gráfica de espectro de potencia corresponde a la opción 5 de pruebas en

donde se envía el carácter 36H modulado en QPSK a 9600bps.

CEHTE» fre7r..S6362 HHlRES BU 1 ,B"

, ílor».1 of 2

Gráfica 4.24

Potencia de la señal modulada P= -15,6 dBm, Ancho de banda ABRF = lOKHz


en donde se envía el carácter 39H modulado en QPSK a QGOObps.



4.3 ANÁLISIS DE RESULTADOS

Al variar la información a modular también varía la potencia de la señal

de salida del modulador debido a la variación que existe de la potencia media

en la señal de entrada en los canales de datos.

La velocidad de transmisión de la señal que entra a los canales 1 y Q del

modulador no corresponde exactamente al valor que se escoge en las

opciones de modulación presentadas en el display ya que hay muchos factores

que afectan a la misma como los ciclos de máquina utilizados en las

instrucciones.

Con las gráficas presentadas en la sección 4.2.2 se pudo verificar lo que

se dijo acerca del desplazamiento de fase para el modulador diferencial de que

los cambios de fase son sobre la portadora en el instante en que se introduce

el dato.

También se ha podido verificar que el ancho de banda corresponde al

doble del ancho de banda en banda base tanto en la modulación en QPSK

como en 8-QAM.



4.4 PRACTICA PROPUESTA

HOJA GUIA

ESCUELA POLITÉCNICA NACIONAL


LABORATORIO DE LINEAS DE TRANSMISIÓN

TEMA: DETERMINACIÓN DE LA ONDA ESTACIONARIA Y LA RELACIÓN

VSWR (S) DE UNA SEÑAL RF MODULADA.

OBJETIVO: Conocer las características de onda estacionaria para una señal.

INTRODUCCIÓN:

ESQUEMA GENERAL PARA LA OBTENCIÓN DE LA ONDA ESTACIONARIA

Señalmodulada

EquipoModulador

Carga

Figura 4.12

Esquema general de conexión



El elemento generalmente utilizado par la obtención de medidas para

formar la onda estacionaria de voltaje es la línea ranurada, que no es más que

un dispositivo formado por una línea coaxial rígida con un ranura a lo largo de

su longitud, una pieza deslizable o carro móvil puede deslizarse sobre una

ranura a lo largo de su longitud, un detector de prueba está montado sobre el

carro y se extiende parcialmente dentro de la línea ranurada, acercándose al

conductor interno. De esta manera, se acopla la energía desde el conductor

interior al detector de prueba, sin cambiar el patrón de onda estacionaria dentro

de la línea ranurada. Hay una escala en centímetros a lo largo de la longitud de

la línea ranurada, de tal manera que una señal en una posición puede

correlacionarse a una señal en otra posición en la línea ranurada. La línea

ranurada debe acoplar ¡a impedancia característica de la línea de transmisión.

Una vez que la punta de prueba recolectado energía, la señal detectada puede

tratarse en cualquier número de forma haciendo factible obtener la forma de la

onda estacionaria de voltaje y la relación VSWR (S).

La señal que se obtienen del sensor de la línea ranurada es pequeña por

lo que es necesario amplificar la señal para lo cual utilizaremos el equipo

diseñado para la medida de la onda estacionaria desarrollada en la tesis parte

de este proyecto llamada AMPLIFICADOR DE FRECUENCIA INTERMEDIA

CON CONTROL AUTOMÁTICO DIGITAL, la cual será utilizada como

documento de consulta obligatoria par el desarrollo de esta practica.

La señal que vamos a analizar es una portadora modulada de la que se

toma una muestra por el sensor de la línea ranurada, un mezclador será el

encargado de darnos la frecuencia intermedia de SOMhz, la cual se filtra y

amplifica para obtener la señal de la cual se procesara la información.



TRABAJO PREPARATORIO

1) Revisar las conexiones del equipo modulador parte de la tesis DISEÑO E

IMPLEMENTACION DE UN MODULADOR I&Q y del equipo de medición de

onda estacionaria desarrollado en la tesis AMPLIFICADOR DE

FRECUENCIA INTERMEDIA CON CONTROL AUTOMÁTICO DIGITAL

2) Presentar las fórmulas para el cálculo del coeficiente de onda estacionaria

en decibelios, y explicar un método para el calculo del coeficiente de

reflexión.

PARTE PRACTICA

1) Armar el equipo modulador I/Q y realizar las pruebas de funcionamiento

correspondientes a este equipo.

2) Una vez que se ha verificado el funcionamiento del equipo modulador

armar la parte del amplificador de Fl.

3) Tomar los datos necesarios para calcular la relación de onda estacionaria

de voltaje (VSWR), coeficiente de reflexión ( si existe), con una carga de

50Q y con el dispositivo demodulador ZAM1Q-895M conectado, para la

señal modulada en QPSK y 8-QAM.

INFORME

1) Presentar los datos tomados en tablas con un número suficiente de datos

tal que se pueda obtener la forma de onda estacionaria.



2) Realizar comparaciones y analizar los resultados de los parámetros pedidos

correspondientes a los dos tipos de modulación.

3) Comparar y analizar los resultados de los parámetros pedidos para las dos

cargas.



CAPITULO V

CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES

DISEÑO EIMPLEMENTACION DE UN MODULADOR I &Q 115


CONCLUSIONES



Una de las características propias de trabajar con elementos de alta

frecuencia es que el desarrollar equipos que proporcionen alta estabilidad con

una protección adecuada requiere de alta tecnología, es esta una de las

razones principales que nos llevo a escoger una buena opción para desarrollar

los módulos que necesitaban dispositivos de alta frecuencia y fue la compra de

los mismos ya que si la tecnología avanza hay que saberla aprovechar sin

desperdiciar recursos, el inconveniente que se tuvo fue la importación de los

mismos por no tener facilidades de traslado de los elementos lo que retrasó el

trabajo de todo el grupo.

La naturaleza de cuadratura de la modulación í&Q es usada para la

reducción del ancho de banda de una señal modulada. Codificando las señales

que ingresan al canal I ó Q, el modulador !&Q puede ser usado para

modulación de niveles altos. En esencia la magnitud y polaridad de las señales

que ingresan al canal I o Q determinan el traslado de magnitud y fase del

vector I/Q, esta teoría fue aplicada en el diseño del equipo modulador de esta

tesis, las pruebas realizadas sobre el equipo determinan el correcto

funcionamiento del equipo, obteniendo al final un equipo confiable que será el

encargado de proporcionar una señal RF modulada tomando los datos desde

un teclado, caracteres simples llamado modo local, y también tomando los

datos de un computador personal llamado a este método modo remoto, la

señal RF final servirá para el análisis en el laboratorio del Líneas de

Transmisión cumpliendo así con el objetivo final que es dar más opciones en

las prácticas del laboratorio de Líneas de Transmisión.

Para las pruebas de modulación, prueba 2, fue necesario utilizar un

equipo de control digital de voltaje (no es parte del equipo modulador pero fue

necesario utilizarlo de manera improvisada y se recomienda la construcción e

impíementación) para variar el voltaje de control del VCO ya que según las

especificaciones técnicas la sensibilidad de variación del dispositivo ZOS-1025

DISEÑO E IMPLEMENTACION DE UN MODULADOR I &Q 117


es 30 MegaHertz por voltio y según las velocidades de transmisión como son

bajas la frecuencia intermedia que se necesita sacar es de unos pocos miles de

hertzios, por esto que se necesita elementos de alta precisión para realizar las

medidas y de gran estabilidad para no cambiar la frecuencia intermedia a la

que se va a medir, la necesidad de utilizar fuentes de bajo rizado en la seña!

DC de salida es uno de los parámetros importantes también ya que en esta

prueba se debe tomar en cuenta que el voltaje que se introduzca en el VCO

será el que determine la frecuencia de salida y si se proporciona un voltaje

variable como el que se da al tener una señal con rizado alto la señal de salida

se ve afectada dando problemas en la determinación de la frecuencia

intermedia fija, éste hecho no solamente afecta en esta prueba sino también en

¡os requerimientos de una modulación QPSKy 8-QAM que determinan que se

debe proporcionar cambios de fase y amplitud respectivamente según el tipo

de modulación pero con una frecuencia constante. El procedimiento explicado

anteriormente fue necesario desarrollarlo ya que la limitada capacidad de

disponibilidad de equipos para medir y observar señales de alta frecuencia

limitaba cumplir con el objetivo de observar las características de cambio de

fase de la señal modulada, haciéndose necesario utilizar el mezclador ZLW-2

para obtener una frecuencia mucho menor que pueda ser vista en el

osciloscopio utilizado para este propósito.

De una manera sencilia se presenta el equipo modulador utilizando para

el diseño del módulo principal las ventajas de utilizar el microprocesador 8031

ya que se usa las ventajas en fas comunicaciones de datos con el computador

utilizando la comunicación serial con el ínterfaz RS-232, utilizar el módulo de

display y teclado permite dar mayor facilidad de manejo de periféricos dando la

posibilidad de ampliar el número de periféricos según las necesidades.

El objetivo principal de esta tesis es la proposición de nuevas prácticas

para el laboratorio de líneas de transmisión y creo que se ha cumplido con el



objetivo ya que a pesar de que la practica propuesta es el conocimiento del

fenómeno de onda estacionaria que se ve en practicas ya hechas en el

laboratorio de líneas de transmisión, lo nuevo de esto y creo lo más importante

es trabajar con equipos que se encuentran en un campo real de trabajo como

son señales ya moduladas y ía transmisión de la mismas y el hecho de trabajar

sobre esta señal es muy importante en el conocimiento del estudiante del

mundo exterior de trabajo.

Es importante observar las características de funcionamiento de un

equipo más completo que es el funcionamiento del modulador y demodular

esto se podría realizar revisando la documentación sentada para el

funcionamiento del demodulador, éste tema se puede encontrar en la tesis

parte del proyecto que lleva por título "DISEÑO E IMPLEMENTACION DE UN

DEMODULADOR l&Q PARA EL LABORATORIO DE LINEAS DE

TRANSMISIÓN", con esta conexión se puede entender el funcionamiento de

un MODEM elemento indispensable hoy en día para la transmisión de datos

por la línea telefónica y utilizado también en el rango de frecuencias para el que

estamos trabajando para la telefonía celular.

DISEÑO EIMPLEMENT ACIÓN DE UN MODULADOR I &Q 119


RECOMENDACIONES

DISEÑO E nvJPLEMENT ACIÓN DE UN MODULADOR I &Q 120


Una de las principales recomendaciones que se puede dar es que la

estabilidad de los equipos que se utilicen como elementos generadores de

señales como e! oscilador controlado por voltaje y las fuentes debe ser probada

ya que al trabajar con el dispositivo modulador I&Q que proporciona una

modulación por niveles en QAM cambios en la amplitud de la onda portadora

afectan al funcionamiento del equipo para un tipo de modulación ya fijado que

necesita de un número determinado de niveles para dar las características

requeridas.

El equipo modulador construido puede ser ampliado en cuanto a un

número mayor de formas de modular como 8-QPSK, 16-QPSK y 16 QAM ya

que según las especificaciones del dispositivo modulador éste podrá soportar

tener variación de niveles de entrada y proporcionar una modulación por

niveles claro está trabajando en el rango especificado por la casa Mini-Circuits,

para obtener los tipos de modulación descritos anteriormente es necesario

hacer variaciones únicamente en el software del equipo ya que la construcción

del hardware se hizo previendo futuras ampliaciones de la capacidad de niveles

de modulación del equipo.

Los equipos de radiofrecuencia deben ser utilizados tomando muy en

cuenta los parámetros de potencia máxima de entrada ya que la introducción

de señales con potencias distintas a las requeridas por el fabricante de seguro

dañarían el elemento utilizado.

La revisión de los cables coaxiales de conexión es importante ya que

para radiofrecuencia un cortocircuito entre la malla y el conductor de la señal

provocarían un nivel de señal reflejada alto que dañaría el dispositivo de

manera que no se podría utilizar el equipo diseñado para ese dispositivo ya que

el costo de ios equipos es alto y además traerlos desde la casa comercial

resulta tedioso y complicado.

DISEÑO E 1MPLEMENTACION DE UN MODULADOR I &Q 121


Algo importante también que hay que tomar en cuenta es que la

polarización de las fuentes debe ir correctamente tal que los equipos no sean

polarizados de ninguna otra forma que la que se indica para cada equipo ya

que según la experiencia que nos dio la utilización de los equipos el polarizar

mal cualquiera de ios módulos lleva a dañar la mayoría de los elementos

utilizados en su construcción.

El alcance que se quiera dar con este equipo creando nuevas prácticas

estará supeditado tanto a las especificaciones que se dan para el manejo del

equipo como al funcionamiento del equipo además de ¡a creatividad que se le

dé a la tarea ya que en este texto se brinda toda la información que fue

utilizada para el desarrollo y la construcción del mismo.

DISEÑO E IMPLEMENTACION DE UN MODULADOR I &Q


BIBLIOGRAFÍA

STREMLER F.G., "Introducción a los Sistemas de Comunicación", Alfaomega,

Tercera Edición.

TOMASI WAYNE, "Sistemas de Comunicaciones Electrónicas", Prentice Hall

Hispanoamericana S.A 1996, Segunda Edición.

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MISCHA-SWARTZ., "Transmisión de Información, Modulación y Ruido",

McGraw-Hill, México 1993, Tercera Edición.

CARLSON BRUCE, "Sistemas de Comunicación", McGraw-Hill, México 1975,

Segunda Edición.

GONZÁLEZ JOSÉ, "Introducción a los Microcontroladores", McGrawHHI,

Madrid 1992, Primera Edición.

LATHI B, "Sistemas de Comunicación", Addison-Wesley Iberoamericana,

México 1986, Tercera Edición.

SAVANT, RODEN, CARPENTER, "Diseño Electrónico Circuitos y Sistemas",

Addison-Wesley, Segunda Edición, Wilmington 1992.

MiNI-CIRCUITS, "Aplication Notes", http:/Avww.müiíciiciuts.com, New York. 1998.

MINI-CiRCUITS, "RF/iF Designéis Guide", New York 1998-1999.

123


NATIONAL SEMICONDUCTOR, "National Data Acquisition Databook", 1995.

NATIONAL SEMICONDUCTOR, "National Operational Amplifiers Databook",

Edición 1995.

NATIONAL SEMICONDUCTOR, "Analog/lnterface Databook",

http://vTVW.nauonal.coin, Summer 1999,

CHIPMAN ROBERTA, "Líneas de Transmisión", McGraw Hill, México 1971.

LAPATINE, " Electrónica en Sistemas de Comunicación", Limusa, Noriega

Editores, 1996.

DISEÑO E DVDPLEMENTACION DE UN MODULADOR I &Q 124


GUÍA DE USUARIO

DISEÑO EIMPLEMENTACION DE UN MODULADOR I&Q 126


OPERACIÓN DEL MODULO PRINCIPAL DE TRABAJO

Módulo principal de trabajo

El manejo de este equipo es muy sencillo sin embargo una de las

precauciones más importantes que debemos tomar es ubicar correctamente los

conectores de alimentación en el sentido que se indica en la caja de protección

de los dos módulos (módulo principal y módulo de display y teclado).

Como se puede observar en la imagen se tienen a disposición cuatro

elementos de conexión ubicados en la parte posterior de la caja a los que se

los describe a continuación.

Empezando desde la izquierda, en la imagen podemos ver un conector

macho asignado a la fuente. Para evitar problemas de mala conexión, una de

las características esenciales es que el conector hembra se lo puede poner en

una sola posición sin embargo se tiene la señalización necesaria para que no



se de una mala conexión, en el iado izquierdo del conector macho se indica

que debe ir el cable rojo del conector hembra, este conector es de donde se

tienen los voitajes de alimentación desde la fuente y son de: +5, O, -12 y +12

voltios señalados en cada uno de sus pines. ( En todos los conectores hembra

que salen de la fuente se asigno ei cable de color rojo para ei voltaje de +5

voltios asignado como +Vcc).

El siguiente elemento que se observa en la imagen es un pulsador de

reset el que debe utilizarse para empezar con el trabajo, al inicializar el equipo

se pone en el puerto de datos P1 un 1 lógico, a continuación tenemos un

conector DB-9 hembra utilizado para realizar la comunicación serial con ei

computador, con este conector no se tiene problemas de mala conexión entre

conectores correspondientes ya que hay una sola manera de insertar el

conector macho.

El último es un conector macho de 40 postes para la conexión del bus de

datos y de señales provenientes de! microcontrolador, de igual manera en la

caja se indica el pin 1 y el pin 40 para evitar malas conexiones, como se puede

ver este equipo es muy fácil de manejar y se hace muy seguro para evitar

problemas de manipulación que pueden causar el mal funcionamiento del

equipo además de producir daños graves en los elementos electrónicos que

conforman este módulo.

Además de ios conectores podemos ver en ia imagen, el dispaíy y el

teclado ubicados en la parte superior, estos elementos sirven para visualizar

cada uno de los pasos y manejar el equipo modulador correspondientemente,

en este módulo la memoria EPROM que carga el programa de modulación ya

se encuentra programada y está listo para ser utilizado.





muestran en el display ayudan al estudiante en el manejo del equipo. Cada una

de las pantallas indican las teclas que se utilizan para el control, las teclas que

no se utilizan sirven para escribirlas como datos para ser modulados, las teclas

de la segunda función no están activadas, el manejo de las pantallas se indica

en el capítulo II.

La tecla ¡ffig| realiza la acción indicada en la presentación, la tecla que

borra toda la pantalla es |gg, la tecla que indica que se puede anular la acción

a1

la tecla que

indica que hay una siguiente pantalla es

OPERACIÓN DEL MODULO CONVERTIDOR DE NIVELES

Este módulo es el interfaz entre el módulo principal de trabajo y el

dispositivo modulador I&Q, los conectores disponibles para el estudiante son;

El conector macho de 40 pines para conectar el bus de datos y señales

provenientes del microcontrolador ubicado en el lado izquierdo de la imagen.

El conector para ingresar los voltajes de alimentación desde la fuente de

+5, O , y -5 voltios que son para polarizar los circuitos integrados que forman

parte del equipo, de la misma forma que todos los conectores para la fuente el

cable señalizado de color rojo es el de +5 voltios llamado VCC, en el conector

macho de la caja se señala el lado en que debe ubicarse, además para evitar la

mala conexión, el conector hembra se puede ubicar en un solo sentido, este

conector se aprecia en el lado derecho de la imagen.

DISEÑO E IMPI^MENTACION DE UN MODULADOR I&Q 129


Para obtener las señales de salida en banda base se tienen dos

conectores BNC hembras que se conectan al dispositivo modulador

ZAMIQ_895M al canal I y al canal Q respectivamente como se señala en la

figura, antes de realizar esta conexión con la ayuda de las pruebas

desarrolladas se debe verificar que el voltaje que sale del modulo convertidor

de niveles sin conectar el dispositivo sea de 0.3 voltios positivo cuando se

envía un 1L y de 0.3 voltios negativo cuando se envíe un OL, esto para el nivel

alto y con la prueba de modulación 8-QAM el nivel bajo que se tiene debe ser

de 0.16 voltios, estas pruebas se deben realizar para evitar introducir voltajes

superiores a los permitidos al dispositivo modulador I&Q.

BUS DE DATOSFUENTE

Vista posterior del módulo convertidor de niveles



Vista frontal del módulo convertidor de niveles

En cuanto a los cables que se utilizan para ¡nterconectar los diferentes

módulos son del tipo coaxial con conectores SMA y BNC en sus extremos, es

necesario verificar la condición de cada uno para evitar cortocircuitos que

causarían serios daños a los equipos por producir ondas reflejadas de alto

valor.

Otro punto que hay que tomar en cuenta en el manejo de los dispositivos

de alta frecuencia diseñados por la compañía Mini-Circuits es que cada uno

trabaja con un rango de valores de potencia de las señales RF por lo que para

su manejo es necesario leer las especificaciones técnicas del anexo B o el

resumen en el anexo C.

La conexión del equipo se muestra en la siguiente figura.

DISEÑO E1MPLEMENTACION DE UN MODULADOR I&Q 131


Módulo principalde trabajo Módulo convertidor

de niveles Dispositivomodulador i&QZAMIQ-1025

Fuente

Señal RFmodulada

OsciladorZOS-1025


DISEÑO E MPLEMENTACION DE UN MODULADOR I&Q 132


Anexo B-1

Anexo B-2Anexo B-3Anexo B-4Anexo B-5

Dispositivo modulador ZAMIQ-895MPruebas sobre el dispositivoOscilador controlado por voltaje ZOS-1025Mezclador de frecuencia ZLW-2Multiplexer/Demultiplexer CD4052BMAmplificador Operacional LM324



ANEXO B-1Dispositivo modulador ZAMIQ-895M

Pruebas sobre el dispositivo


MIQA ZFMIQ ZAMIQ

MODELNO.

MIQA-10MM1QA-H1MMIQA-70MMIQA-70ML

MIQA-91MM1QA-100MMIQA-108MMIQA-195M

MIQC-38MMIQC-88MMIQC-176MMIQC-895M

MIQC-1785MMIQC-1880M

ZAM1Q-895M

ZFMIQ-10M2FMIQ-70MLZFMIQ-91M2FMIQ-100MZFMIQ-108M

MIQY-70MMIQY-140M

FREQUENCY"(MHz).

RF(sígnal)/"' ' <LO(carrier)' ; f.&.Q '

fL fu Mm. 'Max.

9 n20 2366 7366 73

86 9595 105103 113185 205

34 3B52 88104 176868 895

1710 17851805 1880

868 895

9 1166 7386 9595 105103 113

67 73137 143

DC 2DC 3DC 5DC 5

DC 5DC 5DC 5DC 5

DC 4DC 5DC 5DC 5

DC 5DC 5

DC 5

DC 2DC 5DC 5DC 5DC 5

DC 5DC 5

CO'NVERSION'•'aoss:":/¿

;:,;<TdB)V,' •>/(-;/ ' '• ••"f~

' ""'_ '.í'.l^f"' -

~/'~ , .x - CT Max.

5.8 0.20 7.06.2 0.14 7.06.2 0.10 7.05.7 . 0.10 6.5

5.5 0.10 6.55.5 0.10 6.55.5 0.10 6.55.6 0.10 6.5

5.6 0.10 7.05.7 0.10 7.55.5 0.10 7.08.0 0.10 10.5

9.0 0.30 10.59.0 0.30 10.5

8.0 0.10 10.5

5.8 0.20 7.05.7 0.1 6.55.5 0.17 6.55.5 0.17 6.55.8 0.12 6.5

5.8 0.20 7.05.8 0.20 7.0

"GARRIERAREJECTJON,/U-cfBcyi/í¿? \ ' •

; '• .

- Typ. Míh.

41 3050 4038 3038 30

38 3038 3038 303B 30

48 3841 3538 3040 30

35 2535 25

40 30

41 3038 3038 3038 3038 30

40 3534 30

/SIDEBAND'REJECTION;-T<;{fdBc)(V, , '

.-Typ. Min.

40 3040 3038 3038 30

38 3038 3038 3038 30

37 3034 3036 3040 30

35 2535 25

40 30

40 3038 3038 3038 3038 30

36 3036 30

MiMOl lC SUPPR'ESSION

-' *' ': " ;,<-dBc)

3xÍ/Q;' 5xl/Q í -Typ. M¡n. Typ, Mín.

58 4848 4048 4548 43

48 4548 4548 4348 45

54 4052 4047 3552 35

40 3340 33

52 35

58 4548 4348 4548 4548 43

47 4045 35

68 5865 5558 5558 55

58 5558 5558 5558 55

65 5566 5070 5058 50

65 5065 50

58 50

68 5858 5558 5558 5558 55

60 5060 50

CAPODATA

(see RF/IFDesignerhand'book)

Page

11-1011-1011-1611-26

11-2211-22n-23n-2311-11n-i611-21n-2i11-1111-25

n-i7

11-10

n-2211-2211-2211-19

11-1611-26

CASESTYLE

Note 8

A06A06A06A06

A06A06A06A06

C07C07C07C07

C07C07

HHH141

J17J17J17J17J17

C07C07

CONNECTI0N

dvgddvdvdvdvdvdv

gudxdxdw

dxdx

gvdzdzdzdzdz

dydy

PRICE$

Qty.0-9)

49.9S39.9S39.9549.95

49.9549.9549.9549.95

49.9549.9554.9599.95

99.9599.95

149.95

89.9589.9589.9589.9589.95Qty.

(1-49)19.9519.95

NOTES:

x Average of conversión lossatcenter of mid-band frequency (fL+fu/4)a Standard deviation

Non-hermeticAvailable only wíth SMA connectors

A. General Quality Control Procedures, En virón mental Speciflcations, Hl-Rel and MIL description are given ¡n section O, see "Mini-CircuitsGuarantees Quality" article.

B. Connector types and case mounted options, case finishes are gíven insection O, see "Case styles &outline drawings".

C. Pnces and specifications subject to changewithout notice.

1. Absolute máximum power, voltage and current ratíng:la. LO power, 50mWIb. l&Q current, 40mA

2. Operating LO power: 10 ± IdBm3. TdB compression: OdBm typical4. Conversión Loss = (I+Q) power, dBm - RF power, dBm5. Carrier and sideband rejections rneasured at -5dBm

I/Q power.6. Q=l-90° for MIQA-70M

Q=l+90a for all other modelsl&Q Modulation Block Diagram

ini-Circuits

QMini-Circuits

JC!Q

MODELNO.

JCIQ-8BMJC1Q-176M

FREQUEIMCY(MHz)

RF(signal)/LO(carríer)

t t52 88104 176

I & QMín. Max

DC 5DC 5

CONVERSIÓNLOSSCdB)

x ' o- Max.5.6 0.1 7.05.6 0.1 7.0

, CARRIHRREJECT1ON

(-dBc)

Typ. Míiv

40 3235 30

SIDEBANDREJECTION

C-dBc)

Typ. Min,

35 3035 30

HARMONIO SUPPRESSION

(-dBc)

. 3xl/QTyp. Min,

45 3545 35

Sxl/QTyp. Min.

65 5065 50

CAPODATA

ísee RF/iFDesignarÍi3nd"bookj

Page

11-2411-24

CASESTYLE

NoteB

BG291BG291

CONNEC^iN

hshs

PRICE$

Qty.0-9)

49.9554.95

features

shielded surface mount metal casesolder plated J-leads for excellent solderability and strain reliefcellular applications, radar and communication systernssmaii size 0.8 X 0.87 X 0.25 inchgood carrier and sideband rejectionsexcellent 3rd and 5th order harmonic suppressionall MIQA and MIQC models, metal case and hermetically sealed

pin and coaxial connectionssee case styleputline drawingsPORTLO (carrier)RF (sígnal)I(0°)(ref.)Q (90°)'1SOLATED"50W TERM. EXT.NOT USEDGND EXT.

CASE GND

dv1874

—2

—3.5.6

3,5,6

dw13241

9,12,16—~

3,5,6,7,8,10,11,14,15

3,5.6,7,8,10.11,14,15

dx13

1

8

5———

2,3,4.6,7,9,10.11,12,14,15.163,4,6,7,10,11,

14,15

dy13185

10,11——

2,3,4,6,7.9,12,14,15,162,3,4,6,7,9,12,14,15,16

dz13S2

————

—

gdi8

74

—_

23,5,6

3,5,6

gu13185

10,11——

2,3,4,6,7,9,12,14,15,16

3,4,6,7,14,15

gvi342

—————_

hs294

11——

—1,3,5,6,7,8,10

12,13,14—

For I&Q modulators: Q(90°) for lower sideband suppression.For MIQY, MIQC-38M external variable capacitors can be connected at pins 10& 11 to ground for ¡mprovementof sideband rejection.

In Stock... Immediate DeliveryFor Custom Versions Of Standard Models Consult Our Applications Dept.


MODULADOR

Vin VinM(V) (V)

3 0.42,5 0,4

2 0.371,51

0,70.50.40,20,1

0

0.30.0.0,0,

25181411

0.060.03

0

BnM(mA)a 96557.24145.62074.13792:5862179311.2414

10,48280:2414

0

ZinM(ohm)

44.615455.238165.8282

72.596.6667100.112.

124.124.

385778110286286

(Dm(mW)

3,586212.896552.079661.241380,646550,322760.17379

* 0.110,028970,00724

-

(l)m(dBm)

5.5463534.6188133.1799130.939045-1.89397-4.91122-7,59967-9.58607-15.3812-21.4018

RF(dBm) -

-2,45365-3,38119-4.82009-7.06095-9,89397-12,9112-15,5997^-1 7*5861-23,3812-29.4018

-.

( I )(dBm)

-10.454-11,381-12.82

-15-17-20

--25

.061

.894

.91123.6.586

-31.381-37,402

RF Ideal(dBm) * ,2,536053461.608512920,16961335

-2.07125493-4,90426721-7,92152145-10'.6099746-12,5963731-18,3914871-24,412087

Vin M vs Pin M

5 -

3 -2 -

0-

'¥Í R -

« £ -

Z "ñ-E q-

Z -11--12-

•r--•

i i i iL

) 0~-----•

y/L //4v í/- 1\- 4

i , .

0

^s*s

JtX^0r

A*'. , , s*F , . , ,>^

2s* 0<só U

• i . •

0

-¿-¿

Vin M (V)

5



Vin-Vin r

Un T =I 220 + 70

Vin7Zinr =——

p,

Vin

(V)3

2,52

1,51

070,50,40.20.1

0

Vin I

(V)0.4

0

00000

0.4.370.3.25.18.14.11.06

0.030

VinQ

(V)' 0,4

O4-,0,37

, o;s0.250.180,145.110,060,03

0

linl

(mA)8.96557.24135.62064,13792.5862179311.2413^

10.48270.2413

0

Jln Q ^

8.96557,24135,,4,2,11,

0,

62061379586279312413

14827

0,24130

Zin IM

(ohms)44.615355.238165.8282

72596.6666100112

124124

.384777110

.285

.285

(h-Q)m

(mW)7,1724579314,1593

^2*4827129310.64550.3475

0,22, 0,05790,0144

*

(l+Q)m

(dBm)8.55667.62916.19023.94931.1163

-1,9009-4.5894-6.5758-12.371-18.391

RF(ideal)dBm

5>05155.0515

4,374332,55272

0,9691-1.88425-4,06714-6,16185-11.4267-17,4473

Vin(V)

-079-0,210,21o.ra

V i n M

(V)-0.2

-0.06670.06667

0.2

Corriente(mA)

-2.0345-0.49430.494252P03448

DISEÑO E JMPLEMENTACION DE UN MODULADOR I&Q

FACULTAD DE INGENIERJA ELÉCTRICA EPN

P1.0yP1.2

8-QAM

Q1

P1.3, 0

000.

* 1 .1t1

11

P1.100110011

C Vin Q

PÍO01 ,0

' 1o -

, 1,0 ,í

(V)-0.066-0.2

-0.066-0.2

0.06660.2

0.06660.2

Vínl*

.(V)-0.066

~0<Z0.0666^ 0.2-0,066-0,2'

0,0666-o,¿

HnQ

(mA)-0.49425-2.03448-0.49425-2.034480.4942532.0344830.4942532.034483

línl

^(mA)-0,494-2.0340.49422.0344-0.494-2.0340.49422.0344

(l+Q)m i/Ts I

(dBm)-11.811-0.8949-11.811-0.8949-11.811-0.8949-11.811-0.8949


ANEXO B-2Oscilador controlado por voltaje ZOS-1025


JTOS ROS

•

lyjQDEL

NO-

JTOS-50PJTOS-75PJTOS-100P

JTOS-150PJTOS-20QPJTOS-300P

JTOS-400PJTOS-535PJTOS-765P

JTOS-102SPJTOS-2200PJTOS-3000P

NEW ROS-285PVNEW ROS-900PVNEW ROS-960PVNEW ROS-1000PVNEW ROS-1600PV

POS-50PPOS-75PPOS-100P

POS-150PPOS-200PPOS-300P

POS-4QOPPOS-535PPOS-765PPOS-1025P

FREO--MH%*

- " 'MÍn-Max.24-2935 -434 8 - 5 9

72-9195-120148-174

194-220278 - 325486-510

680 - 7552000-22002300-2600

245-285810-900890-960900-1000

1520-1600

24 -2935 -4348-59

72-9195-120148-174

194 - 220278 - 325486 - 510680-755

P,OWER

OÜTPUi'dBmt

' *-?

~*4 - ' ''iyp- ,

+9.5+9+9

+9.5+8.8

+10

+11+9.5

+9

+9+6+11

+3+10+6+7

+10+9+9

+10+10+10

+10.5+10+9.5

+8.5

-' fptóséNbísW^~^Ú¿c/$¿$¿fflj&¿off sepffec|'ü.e ñci es:

'.y/ ¿sjfyp^zíféffi*'rM, ' Síop^^p?!' Jtífz KHz^ KHtf MHz';

-88 -108 -127 -147-89 -110 -130 -140-83 -IOS -128 -140

-82 -106 -127 -147-84 -105 -124 -145

-82 -102 -122 -142

-82 -102 -122 -142-75 -97 -117 -137-75 -98 -118 -138

-70 -94 -114 -134

-65 -92 -112 -132-65 -92 -112 -132

-80 -100 -120 -140-80 -102 -122 -142

-30 -102 -122 -142-80 -104 -124 -144-75 -100 -120 -140

-92 -113 -134 -151

-91 -113 -135 -151-92 -112 -134 -151

-84 -104 -126 -147-77 -102 -123 -146-83 -105 -125 -145

-82 -103 -124 -142

-66 -95 -120 -138-70 -92 -116 -135

-74 -96 -116 -135

pütíifeUpízf;"VRÍ~pt'©/IZ-CÍBf

'^í^~.' Typ.- -

0.060.150.6

0.81.01.0

1.42.02.0

5.01550

2.03.02.02.010

0.06

0.150.6

0.81.01.8

1.82.05.05.0

PUSHlhJG

^Hg1 ';'?C *'<!-

~¿. vi*- "*"•''/'.'"•'I 'I• Typ,'* ,

0.040.110.2

0.30.20.2

0.40.50.5

0.65.05.0

0.22.00.20.73.0

0.04

0.110.2

0.30.20.3

0.30.40.40.6

--TÜNÍNG-SENSÍÍIVJÍfS ¡yiHz/v -, ",

f"/r''!^ty¡ o•VjW,

•-" . Typ." - ;2-2.52.5-43 .5 -4

6 -97-1010-14

13-1817-2220-30

30-4070-120120-160

10-2026-3025-2827-3825 -38

2-2.52.5-43.5-5

6 - 97-10

10-14

13-1817 -2220-3030-40

HARtáp'Nics%;','7dB'c? ; ,~¿- '-'>,": y>-55% *//?•: £4.

**y? &*;$$$Tryp, '/Max.

-14 -12-25 -20-30 -20

-30 -17-30 -20-27 -20

-25 -20-30 -20-30 -20

-27 -20-15 -12-22 -12

-20 -10-25 -16-27 -18-33 -20-26 -16

-18 -12-25 -20-30 -18

-25 -17-30 -20-27 -20

-25 -20-30 -20-26 -20-24 -18

i>. ?;ÍÍBMotíÚÜATIONJB'AND\WIDTH~';¿*KHZ' ¿f*

*$f, '.*-. ,'*'',~ , Typ,',

50125100

112110120

130115100

1001000020000

1001000

100010001000

50100100

100100100

100100100100

-POWERSÜPPUY

- <' ^V.C^RENJT

v'oÍTAGl 'r"Tv J Ma'x,

12 2012 2012 18

12 2012 2012 20

12 2012 2012 20

12 225 255 25

5 204.5 125 125 225 25

12 2012 2012 ?n

12 2012 2012 20

12 2012 2012 2212 22

CAPO'DATA

/ - " -' .

'Page

15-4815-4915-50

15-5115-5215-53

15-5415-5515-56

15-57—

—

.

—_

__

15-4815-4915-50

15-5115-5215-53

15-5415-5515-5615-57

CaseStyle

,__¿JJote

B

BK377BK377BK377

BK377BK377BK377

BK377BK377BK377

BK377BK377BK377

CK605CK605CK605CK605CK605

A06A06A06

A06A06A06

A06A06A06A06

C

tíN

CT1ON

¡C

¡eJe

JeJejeJeJejeJeJeJe

kg

Kg

Kg(g

¡<ghxhxhx

hxhxhx

hxhxhxhx

Príce$

' '';Qty

X5-49)

14.9514.9514.95

14.9514.9516.95

16.9516.9517.95

19.9521.9521.95

17.9519.9519.9519.9518.95

12.9512.9512.95

12.9512.9514.95

14.9514.9515.9517.95

t

TUNING VOLTAGE TO COVER FREQUENCY RANGE 0.5V TO 5V

NOTES:Non-hermetic

A. General Quality Control Procedures, Environmental specifications, Hi-Rel, and MIL description are given in General Information (Section 0).B. Connector types and case mounted options, case finishes are given in section O, see "Case Styles & Outline Drawings".C. Prices and Specifications subject to change without notice.1. Absolute Máximum Supply Voltage (Vcc)& Tuning Voltage (VtunB):

ModelJCOS modelsJTOS-2SPjros-sopJIOS-7SPJTOS-100PJIOS-150PJTOS-200PJTOS-300PJTOS--100PJIOS-535PJIOS-765P

(VrJ

»15V+16V+16V

+16V

+16V

+16V+16V

+16V

+16V+16V

+15V

(\J+24V*7V+7V+7V+7V*7V»7V»7V+7V+7V+7V

ModelJTOS-1025PJIOS-2200PJTOS-3000PPOS ModelsRQS-285PVROS-900PVROS-960PVROS-1000PVROS-1600PVIOS modelsexcept ZOS-50

(V J

*16V*7V+7V+16V

+BV*6V»6V*6V+6V*16V+16V

(viw+7Ví7V+7V+7V+10V

*6V*6V+6V*6V+18V+17V

J

2. Operating Temperature: -55"C to +85"C

ini-Circuits

QMini-Circuits

JCOS POSA

MODEL

NO,

JCOS-820WLNJCOS-B20BL.NJCOS-1100LN

POSA-138POSA-15B

FREQ.

MHz

Mln. Max.

780-860807-832

'1079-1114

118-138138-158

POWER

oüTPÜTdBm

Typ-+9+3

+8.5

+5+5

TUNING

VOLTAGÉ

• v •

Mín. Max.

0 201 140 20

1 161 16

PHASENOISE ,

dBc/Hz-SSBat offset' fréquéricíesí

• Typ,- vi* r ^ ,100 1 10 ''lOO ,1Hz kHz kHz kHz MHz

-60 -90 -112 -132 -150-57 -88 -112 -132 -151-60 -88 -110 -130 -150

-72 -100 -125 -145 -163

-72 -100 -125 -145 -163

PUUINGMHz-

pk-pk .<ri2d&r

Typ.

4.50.47.5

0.070.07

PUSHJNGMHz/V

typ.

0.30.40.5

0.03

0.03

TUNING•-SENS1--'TIVITY

• MHz/V

Typ.86

4.5

2,32.4

HARMONIOSdBc - '_

' ' .

Typ, Max,

-13 -8-24 -20-15 -10

-40 -30-40 -25

3dB, MOD;

BANDWIDTH- KHz -

Typ.200020002000

20002000

POWER

SUPPLY

CUR8ENImA

VOUAGEV Max.

9 2510 258 25

12 2512 25

CAPODATA(seeRF/IFDe--

signerfigtid-íjooFOPage

15-5915-5915-59

—

CaseStyle

MoleB

BG419BG419BG419

C07C07

coNN£CI1ON

JdjdJd

Jrjr

Príce$

Qly/•i o\j

49.9549.9549.95

46.9546.95

zos

MODElNO.

20S-50ZOS-75ZOS-100

ZOS-150ZOS-200ZOS-300

ZOS-400ZOS-535Z05-765ZOS-1025

FREQ.

MHz

Mín. Max.

25 5037.5 7550 IDO

75 150100 200150 280

200 380300 525485 765685 1025

POWER

OUTPUT

dBm '

Typ-Main, Aux,

+9 -12+9 -12+9 -12

+9 -12+10 -11+9 -13

+10 -13+9 -13

+8.5 -14+8 -13

TUNINGVOLTAÍ3E, ' ' -V - '/'

Mín- Max.

1 161 161 16

1 161 161 16

1 161 161 161 16

-PHASE NOÍSEdBc/Hz,SSB:at offset

• .fréquehcíés:,', ;

' • 'V7yp*:-Vr.l-10 kHz ,100 kHz 1MHr '-107 -126 -141

-110 -128 -142-111 -131 -143

-107 -127 -142-106 -126 -141-103 -123 -142

-100 -120 -136-96 -118 -131

-96 -117 -132-92 -112 -136

PULUNGMHz -

pk-pk.'

(Open/Sliort)

Typ;'0.0120.0160.026

0,0170.0150.017

0.0210.0180.0330.051

PUSHINGMHz/V

Typ.'"-0.080,150.25

0.390.420.50

0.500.50

0.721.00

TUNINGSENSI-TIVITYMHz/V

TyK2.53.54.5

s.a7.711

15182230

HARMONIOSdBc

Typ. Max.

-22 -12-26 -20-29 -20

-26 -20-25 -20-27 -20

-24 -18-27 -20-27 -17-25 -18

3dBMOD.

BANDWIDTHKHZ ',

Typ.100100100

100100100

100100100100

POWER

SUPPLY

CURREfJTVOLTAGÉ J"A

V Max.

12 14012 14012 140

12 14012 14012 140

12 14012 14012 14012 140

CAPODATA

fsee.Rf/IF

Designehand-boohíPage

15-4715-4715-47

15-4715-4715-47

15-4715-4715-4715-47

CaseStyle

NoteB

BR386BR386BR386

BR386BR386BR386

BR386BR386BR3868R386

Price$

Qty0-9}

119.95119.95119.95

119.95119.95119.95

119.95119.95119.95119.95

ZOS schematic

pin connectionssee case style outline drawíngs

PORTRFOUTv-ccV-TUNEGWD EXT

hx218

3,4,5,6,7

le1325

1,3,4,6,7,8.9,10,11,12.14

Id781

2,3,4,5.6,910.11.12.13,14

fr9

123

1,2,4,5,6,7,810.11.13,14.15.16

kq10142

1,3,4,5,6,7,8,911.12.13.15,16

In Stock... Immediafe DeliveryFor Cusfom Versions Of SfancJarcJ Models Consulf Our Applicafions Dept.


ANEXO B-3Mezclador de frecuencia ZLW-2

ZMX IP ZLW2AD

MODELNO.

2MX-7GR2MX-10G

ZP-1ZP-2ZP-3ZP-5

ZP-5XZP-1 1 AZP-860ZP10514

ZLW-1ZLW-1WZLW-1 -1ZLW-2ZLW-3

ZLW-5ZLW-6ZLW-8ZLW-1 1ZLW-1 2

ZAD-1ZAD-1WZAD-1-1ZAD-2ZAD-3

ZAD-4ZAD-6ZAD-8ZAD-llZAD-12

FREQUENCY*, -IvlHz

LO/RF .- ;|f

[t-fu ' , .''

3700-7000 DC-1000370Q-1000Q DC-2000

2-600 DC-60050-1000 DC-10000.15-400 DC-40020-1500 DC-1000

1-1500 1-10001400-1900 40-500800-1050 DC-250

.2-500 DC-500

.5-500 DC-5001-750 DC-750.1-500 DC-5001-1000 DC-1000

.025-200 DC-200

5-1500 10-600.003-100 DC-100.0005-10 DC-105-2000 10-600

BOO-1250 50-90

.5-500 DC-5001-750 DC-750.1-500 DC-5001-1000 .5-500

.025-200 DC-200

5-1250 ,5-500.003-100 DC-100.0005-10 DC-105-2000 10-600

800-1250 50-90

» CONVERSIÓN LOSS'' : ^cm".;/""

>5 - Míd-Band''"*' '4"<L°í?l' m 'r/^ange

, x , <f Max»? r*tAax¿

5.0 .30 — 8.25.0 .10 — 8.5

5.85 .10 7.0 8.05.85 .10 7.5 9.04.7 .10 7.0 B.O5.7 .10 9.0 9.0

5.9 .10 7.0 9.06.8 .30 8.6 8.65.6 .24 7.75 7.755,18 .10 7.0 8.5

5.81 .08 7.0 8.55.74 .05 7.5 8.54.82 .07 7.5 8.55.68 .08 7.5 9.54.61 .06 7.5 8.5

5.81 ,08 7.5 S.54.5B .05 7.5 8.55.66 .08 7.5 8.56.85 .10 8.5 9.06.21 .13 — 7.5

5.24 .10 7.0 8.55.56 .05 7.5 B.54.B3 .04 7.5 8.55.66 .07 7.5 8.54.61 .06 7.5 8.5

5.71 .08 7.5 8.54.65 .08 7.5 8.55.79 .05 7.5 8.57.12 .12 8.5 9.06.21 .13 7.5 7.5

Lo-^íspirÁ'TlONr ae .

^i- L ;, ''M"'^';Í(J'/;,

Typx. Min,' Ifyp* M¡& jyp, MTn/

30 (typ.) 20 (mln.)37 (typ.)20 (mln.)*

60 50 42 30 37 2558 40 47 30 42 2560 50 46 30 35 2554 40 42 30 39 25

60 40 40 20 28 1733 (typ.)20 (min.)35 (typO 25 (min.)

5S 45 50 35 35 30

50 45 45 30 35 2550 45 45 30 35 2550 45 45 30 35 2555 45 40 25 35 2060 50 45 35 35 25

55 40 35 25 30 2060 50 45 30 35 2560 50 50 40 45 3550 45 35 25 30 2035 25 35 25 35 25

50 45 45 30 35 2550 45 45 30 35 2550 45 45 30 35 2545 30 35 20 30 2060 50 45 35 35 25

50 40 40 20 30 2060 50 45 30 35 2560 50 50 40 45 3550 45 35 25 30 2035 25 35 25 35 25

, LOTl£fsOLÁTION,dB"

L ' M , Ú*',Typ. Min. " Typ'. Min, lyp. Min.

36(typ.) 20 (mln.)17 (typ.) 8 (min.)

60 45 47 30 36 2250 35 44 20 29 1860 40 47 25 35 2040 25 32 18 23 8

60 45 45 25 38 2029 (iyp.)15 (min.)27 (typ.) 20 (mln.)

50 40 36 30 30 20

45 35 40 25 30 2045 30 40 25 30 2045 30 40 25 30 2050 40 40 25 30 2045 35 40 30 30 20

50 40 35 25 30 2060 45 40 25 30 2560 50 50 40 45 3545 40 30 20 25 1530 20 30 20 30 20

45 35 40 25 30 2045 30 40 25 30 2045 30 40 25 30 2045 30 35 20 30 2045 35 40 30 30 20

50 40 40 20 30 2060 45 40 25 30 2060 50 50 40 45 3545 40 30 20 25 1530 20 30 20 30 20

,-CAPD*DATA(seoRF/iFDQSignef

HantíbootO

Pa'ge

1-671-69

1-1921-1941-2001-206

1-831-1671-1651-124

1-921-541-521-661-46

1-1201-481-501-5B1-74

1-921-541-521-B61-46

1-1221-481-501-581-74

•CASESTYLE

NoleB

BU413BU413

GG60GG60GG60GG60

GG60GG60GG6QGG60

M21M21M21M21M21

M21M21M21M21M21

M22M22M22M22M22

M22M22M22M22M22

CONN

C1

ON

afad

agasagag

hgagagagaeaeaeaeae

aeae36aeae

aeaeaeadae

adaeaeaeae

PnceS

Qty-(1-3)

71.9581.95

39.9539.9539.9547.95

47.9547.9547.9562.95

51.9556.9553.9556.9553.95

61.9564.9569.9571.9571.95

43.9545.9544.9549.9545.95

51.9551.9554.9561.9561.95

L = low range [fLto 10 fL]

NOTES:

M = mid range [10 fLto fJ2]m = mid band [2futo fy2]

U = upper range [fu/2 to fj

x Average of conversión loss at center of mid-band frequency (fL+fu/4)a Standard deviation

Available only with SMA connectorsPhase detection, positive polarity15dBmin. B.StolOGHz

A. General Quality Control Procedures, Environmental Specifications, Hi-Re! and MIL description are given in section O, see "Mini-CircuitsGuarantees Quality" article.

B. Connector types and case mounted options, case finishes are given insection O, see "Case Styles & Qutline Drawings".

C. Prices and Specifications subject to change without notice.1 . Absolute máximum power, voltage and current ratings:

la. RF power, SOmWIb. Peak IF current, 40mA

ini-Circuits

ini-CircuítsB '¥ C i,; R Ó. íí A á >. W T C E

ZEM ZAM

MODELNO.

ZEM-2BZEM-4300

ZFM-1WZFM-2ZFM-3ZFM-4ZFM-5XZFM-11

ZFM-12ZFM-200QZFM-4212

ZAM-42

FREQUENCYMHz

LO/RF IF

V'u10-1000 DC-1000300-4300 DC-1000

10-750 DC-7501-1000 DC-1000

0.04-400 DC-4005-1250 DC-12501-1500 1-10001-2000 5-600

800-1250 50-90100-2000 DC-6002000-4200 DC-1300

1500-4200 DC-500

CONVERSIÓN LOSS,dB

Mid-Band Totalm Range

"x a Max. Max.

5.74 .07 7.0 8.56.65 .06 — 9.5

5.42 .14 7.0 8.05.72 .06 7.5 B.54.78 .03 7.0 B.O5.70 .34 7.5 8.55.9 .10 7.0 9.07.03 .17 8.5 9.0

5.67 .12 — 7.57.49 .20 9.5 9.55.44 .088 ~ 8.S

5.67 .11 ~ 8.5

LO-RFlSplATlON,dB

l M UTyp. Min, Typ. Min. Typ. Min.

55 50 30 25 25 2040 20 — — 30 17

50 45 45 30 35 2550 45 40 25 30 2560 50 50 35 35 2550 45 40 30 30 2560 40 40 20 28 1750 45 35 25 25 20

35 25 35 25 35 25~ ~ 37 20 — —_ _ 25 17 — —

25 14 25 14 25 14

LO-lFISOLATiON.dB

l M UTyp. Min. Typ. Min. Typ. M!n.

55 45 30 20 25 2015 g 15 8

45 40 40 25 27 2045 40 35 25 25 2055 40 45 30 35 2545 40 35 25 25 2060 45 45 25 38 2045 40 27 20 25 20

30 20 30 20 30 20_ _ „ _ 3Q 20__ _ is 10 — —

18 10 18 10 18 10

CAPODATA

(see Rf /IFDesigner

Handbook)Page

1-B61-211

1-541-661-6B1-701-83

1-72

1-741-60

—

-

CASESTYLE

NoteB

V37V37

K18K18K18K18K18K18

K18K1BK18

F14

cotíHECTION

adaf

adadadadadsd

adadad

af

Price$

Qiy.(1-9)

59.9579.95

51.9553.9561.9561.9559.9589.95

79.9571.9S54.95

54.95

L = low range [fu to 10 fL] M = mid range [10 fLto f/2]rn = mid band [2fLto fy2]

U = upper range [f12 to f;

NSN CUIDEMCLNO.ZAD-1BCBNC)ZAD-4BZAD-6BZEM-2ZFM-1WZFM-2ZFM-3ZFM-3 (SMA)ZFM-3BZFM-11 (SMA)ZLW-1WZLW-2ZLW-2BZP-10514ZP-1Q514(BNC)

NSN5985-00-280-77505895-01-127-03765895*01-344-78435895-01-235-78345895-01-412-30374935-01-230.37825395-01-257-95235895-01-214-73625895-01-381-92896625-01-415-21825895-00-607-70106920-01-037-19745840-01-186-83986625-01-103-61565895-01-384-7453

coaxial connectionssee case style ouüine drawingsPORTLORFIFGND EXT.

CASEGNDNOT USED

ad123

——

—

ae132

—

——

af213——

—

ag .LRX

—_—

, hgLXR

——

—

f comqUer-Qutomated}penormance da»


ANEXO B-4

Multiplexer/Demultiplexer CD4052BM

DISEÑO E BVIPLEMENTACION DE UN MODULADOR I&Q

National Semiconductor

CD4051BM/CD4051BC Single 8-Channel AnalogMultiplexer/Demultiplexer

CD4052BM/CD4052BC Dual 4-Channel AnalogMultiplexer/Demultiplexer

CD4053BM/CD4053BC Triple 2-Channel AnalogMultiplexer/Demultiplexer

October1989

General DescriptionThese analog multlplexers/demultiplexers are digitally con-trolled analog switches having low "ON" Impedance andvery low "OFF" [eakage currents. Control of analog signáisup to 15Vp,p can be achleved by digital signal amplitudes of3-15V. For example, if VDD = 5V, VSS = OV and VEE= -5V,anaiog signáis from —5V to +5V can be controlled by digi-tal inputs of 0-5V. The multiplexer clrcuits dissipate ex-tremely low quiescent power oven the full VDD-Vss andVDD~VEE supply voltage ranges, independen! of the logicstate of the control signáis. When a loglcal "1" is present atthe Inhibit input terminal all channels are "OFF".CD4051BM/CD4Q51BC is a single 8-channel multiplexerhaving three blnary control Inputs. A, 8, and C, and an ínhibitinput. The three blnary signáis select 1 of 8 channels to beturned "ON" and connect the Input to the output.CD4052BM/CD4052BC is a differentlal 4-channel multlplex-er having two blnary control Inputs, A and B, and an InhlbltInput. The two binary input signáis select 1 or 4 palrs ofchannels to be turned on and connect the differentlal ana-log inputs to the differentlal outputs.CD4053BM/CD4053BC Is a triple 2-channel multiplexerhaving three sepárate digital control inputs, A, B, and C, and

an ¡nhlblt input. Each control input selects one of a pa!r ofchannels whlch are connected in a single-pole double-throwconfíguration.

Features• Wjde range of digital and analog signal levéis: digital

3-15V, analog to 15Vp.p• Low "ON" reslstance: 80Í1 (typ.) over entire 15Vp.p sig-

nal-lnput range for VDQ—VEE=15V• HIgh "OFF" reslstance: channel leakage of ±10 pA

(typ.)atVDD-VEE=10V• Logic leve! conversión for digital addresslng signáis of

3-15V (VDD-VSs = 3~15V) t0 switch analog signáis to15 Vp.p (VDD-VEE=15V)

• Matched switch characteristícs: áRoN==5íí (typ-) f°rVDD-VEE=15V

• Very low qulescent power dlsslpatlon under all dígital-control input and supply condítlons: 1 ¿iW (typ.) atVDD-VSS=VDD-VEE=IOV

• Blnary address decodlng on ch!p

Connection Diagrams

CD4051BM/CD4051BC

vrN

p

i

is

i

14

í

t]

t

t

i¡

S

11

4

'f

I

C

?

-1

I

Dual-ln-Llne Packages

CD4052BM/CD40S2BCm/guT OUT/IN ift/guT

CD4053BM/CD4053BC

Vpo

I'í

|-

1

IS

2

U

j

í

4

i ;i?

s

1!

6

10

)

C

9

J

1

m/oui liJ/óíT DUT/|N TwoV ' iN/óuT 'aUT/IN IN/OU.T

TOPVIEW TOPVIEW TOPVIEW

Order Number CD40S1B, CD4052B, or CD4053B

>0= aQ) .u5"°<S 2so:ESr-*-

18|sOOJ<D O

"5.0

® Sx £2a> 03

Oooai10ODOOO¿tOaiw03

OO^oaiwCDO

©1B95NaÜoo8JS«miconduc(or Corporation TL/F/S66Z RRD-B30UlOS/Prinled!nU.S.A.

Absoluta Máximum Ratings Recommended Operating11 Mllltary/Aerospace specified devices are required, GonditiOHSplease contact the National Semiconductor Salea ^_ _ . .... _ . . , ,... ,Jr.,,Office/Distributora for avallability and apecificatlons. DC Supply Voltage (VDD) +5 VDC to +15 VDC

DC Supply Voltage (VDD) -0.5 VDC to + 18 VDC lnPUt Volta9e OV to V™ CInput Voltage (V!N) -0.5 VDCto VDD+0.5 VDC Operating Temperatura Ranga (TA)StorageTemperature Range Os) -65'Cto +150-C 4051BM/4052BM/4053BM -55°Cto -M25°CPower Disslpation (PD) 4051BC/4052BC/4053BC -40'Cto + 85'C

DuaMn-LIne 700 mWSmall Outline 500 mW

Lead Temp. (TO (solderíng, 1 0 sec.) 260°C

DC Eléctrica! Characteristícs (Note 2)Symbol

IDD

Parameter

Qulescent Device Current

Conditions

VDD = 5VVDD = 10VVDD=15V

-55°C

MIn Max

51020

+ 25°

Mín Typ Max

51020

+ 125°C

Min Max

150300600

Units

,iAMAMA

Signal Inputs (V,s) and Outputs (VOs)

RON

ARoN

"ON" Resistance (PeakforV5E¿V,s¿VDD)

A"ON" ResistanceBetween AnyTwoChannels

"OFF" Channel LeakageCurrent, any channel"OFF"

"OFF" Channel LeakageCurrent, all channels"OFF" (CommonOUT/IN)

RL=iokn(any channelselected)

RL=10kíl(any channelselected)

VDD = 2.5V,VEE=-2.5VorVDD = 5V,VEE=OV

VDD = 5VVEE=-5VorV0D = 10V,VEE = OV

VDD = 7.5V1

VEE=-7.5VorVDD = 15V,VEE = OV

VDD = 2.5 v,VEE=-2.5VorVDD = 5V,VEE=OV

VDD=5V,VEE=-5VorVDD = 10V,VEE = OV

VDD = 7.5V,VEE=-7.5VorVDD = 15V,VEE = OV

VDD=7.5V, VEE=-7.5VO/I-±7.5V,|/O = OV

lnhlbit=7.5V C04051VDD - 7.5 V,VEE=~7.5V, CD40520/I = OV,I/O=±7.5V CD4053

800

310

200

±50

±200

±200

±200

270

120

80

10

10

5

±0.01

±0.08

±0.04

±0.02

1050

400

240

±50

±200

±200

±200

1300

550

320

±500

±2000

±2000

±2000

n

n

n

n

n

n

nA

nA

nA

nA

Control Inputs A, B, C and Inhibit

VIL

VIH

Low Level Input Voltage

Hígh Level Input Voltage

VEE=VSSRL:=I kíitoVssI|S<2 ¡ifl, on all OFF channelsvis=VDDtnf1Jl kfiVDD = 5VVDD = 10VVDD = 15V

VDD =5VDD = 10VDD = 15

3.5711

1.53.04.0

3.5711

1.53.04.0

3.5711

1.53.04.0

VVV

VVV

Note 1: "Absoluta Máximum Ratings" are Diosa valúes beyond which Bie safety of the device cannot be guaranteed. Except íor "Operating Temperatura Ranga"they are not mean! to ¡mply that the devices should ba operated at these limits. Ttie table of "Bectncal Chara cteristfcs" próvidas conditions for actual deviceoperation.

Nole 2: AH vdtages roeasured with respect to Vss unless otherwisa specifíed.

DC Electrical Characteristics (Note 2) (continued)

Symbol

IIN

IDO

Parameter

Input Current

Quiescent Device Current

Conditions

VDD=15V, VEE=OVV,N=OVVDD = 15V, VEE=OVV,N = 15V

VDD = 5VVDD=10VVDD = 15V

-40"C

Min Max

-0.1

0.1

204060

•f25'C

Min Typ

-10-5

10-5

Max

-0.1

0.1

204080

+ 85"C

Min Max

-1.0

1.0

150300600

Units

MA

,iA

/iA/iAMA

Signal Inputa (V|s) and Outputs (VOs)

RON

ARoN

"ON" Resistance (PeakforVEE¿V)S^VDD)

A"ON" ResistanceBetween Any TwoChanneis

"OFF" Channel LeakageCurrent, any channel "OFF"

"OFF" Channel LeakageCurrent, all channels"OFF" (CommonOUT/IN)

RL-10kíl(any channelselected)

RL=10kíl(any channelselected)

VDD = 2.5V,VEE=-2.5VorVDD = 5V,VEE=OV

VDD = 5V,VEE=-5VorVDD = 10V,VEE=OV

VDD = 7.5V,VEE= -7.5VorVDD = 15V,VEE=OV

VDD=2.5V,VEE=-2.5VorVDD = 5V,VEE=OVVDD = 5VVEE=-5VorVDD = 10V,VEE = OV

VDD=7.5V,VEE= -7.5VorVDD = 15V,VEE=OV

VDD = 7,5V, VEE=-7.5VO/l=±7.5V, ]/O = OV

lnhíbÍt=7.5V CD4051VDD = 7.5V,VEE=-7.5V, CD4052O/I = OV]/O»±7.5V CD4053

850

330

210

±50

±200

±200

±200

270

120

80

10

10

5

±0.01

±0.08

±0.04

±0.02

1050

400

240

±50

±200

±200

±200

1200

520

300

±500

±2000

±2000

±2000

n

n

n

n

n

n

nA

nA

nA

nA

Control Inputs A, B, C and Inhibit

VIL

VIH

IIN

Low Level Input Voltage

High Level Input Voltage

Input Current

vEE=vSsRL=i!íntoVsS

lis <2 jiA on all OFF ChannelsV|s = VDDthru1kílVDD = 5VVDD = 10VVDD = 15V

VDD = 5VDD = 10

VDD = 15

VDD=15V, VEE=OVVlN = OVVDD = 15V, VEE=OVV,N = 15V

3.5711

1.53.04.0

-0.1

0.1

3.5711

-10-5

10-5

1.53.04.0

-0.1

0.1

3.5711

1.53.04.0

-1.0

1.0

VVV

VVV

(xA

fiA

Note 1: "Absoluta Máximum Ratitigs" are those valúes beyood wh ch the safety oí the device cannot be guaranteed. Except for "Operating Temperatura Ranga"they are not meant to imply tliat Bie devices should be operated at these limits. The table of "Electrícal Characteristics" pravides cond tions lar actual deviceoperation.Nole 2: Al! vollages rneasuied with respact to Vgg Unless otherw se specified.

AC EleCtriCal CharaCteristiCS* TA=25°C,tr=tf=20ns,unlessotherwÍsespecif¡ed.

Symbol

tpZH,tpZL

tpHZ,tpLZ

CIN

COUT

CIOS

CPD

Parameter

Propagatlon Delay Time fromInhlbit to Signal Output(channel turning on)

Propagation Delay Time fromInhibit to Signal Output(channel turning off)

Input CapacitanceControl input

Signal Input (IN/OUT)

Output Capacitance

(common OUT/IN)

CD4051

CD4052CD4053

Feedthrough Capacitance

Power Dissipation Capacitance

CD4051CD4052

CD4053

Conditions

VEE^VSS^OVRL=I knCL=50pF

VEE=VSS=OVRL=1 knCL=50pF

VEE=VSS=OV

VDO

5V10V15V

5V10V15V

10V10V10V

Mín Typ

600225160

21010075

510

30158

0.2

11014070

Max

1200450320

420200150

7,515

Unit3

nsnsns

nsnsns

pFPF

pFpFPF

PF

pFPF

PF

Sígnal Inputs (V|S) and Outputs (VOs)

tpHL

tpLH

Sine Wave Response

(Distortion)

Frequency Response, Channel"ON" (Sine Wave Input)

Feedthrough, Channel "OFF"

Crosstalk Between AnyTwo

Channels (frequency at 40 dB)

Propagation Delay Signal[nputto Signal Output

RL=ioknfis=i kHzV|S = 5Vp.p

VEE=VSI = OV

Rl_=1kaVEE=OV,V|S = 5Vp,pl

20logi0Vos/V,s=-3dB

RL=1 kfl,VEE=Vss = OV1V|S = 5Vp.p,20log,0V0s/V|s=-40dB

RL=1 kíl,VEE=VSs = OV,V|S(A) = 5Vp.p

20 Iog10 VOS(B)/V|S(A)= -40 dB (Note 3)

VEE=VSS = OVCL=50pF

10V

10V

10V

10V

5V10V15V

0.04

40

10

3

251510

553525

%

MHz

MHz

MHz

nsnsns

Control Inputs, A, B, C and Inhlbit

tpHL,tpLH

Control Input to SignalCrosstalk

Propagation Delay Time fromAddress to Signal Output(channeis "ON" or "OFF")

VEE= VSS = OV, RL=10 kn at both ends

of channel.Input Square Wave Amplltude = 1 0V

VEE=VSS=OVCL=50pF

10V

5V10V15V

65

500180120

1000360240

mV (peak)

nsnsns

*AC Parameiers are guaranteed by DC cofrelated tastíng,Note 3: A, B are two arbitrary channels with A turned "ON" and B "OFF".

BlockDiagramsCD4051BM/CD4051BC

CHANNELIN/QUT

CD40S2BM/CD4052BCXCHANNÉLS1N/OUT

YCHANNELSIN/QUT

Block Diagrams (contmued)CD40S3BM/CD4053BC

!">1

LOGICLEVEL

CONVERSIÓN

BINA1

DECWITH

BYTOF2

00 ERNHIBIT

3 5 1 2 Yl3 |12

— di

^

|—f

4rrhI~T4

. Ofib^

í

Truth Table

INPUT STATES

INHIBIT

0

0

0

0

0

0

0

0

1

C

0

0

0

0

1111*

B

0

0

110

0

11*

A

0

10

10

10

1*

"ON"CHANNELS

CD4051B

0

1

2.

3

4

5

6

7

NONE

CD4052B

OX.OY1X.1Y2X.2Y3X,3Y

NONE

CD4053B

ex, bx, axex, bx, ayex, by, axex, by, aycy, bx, axcy, bx, aycy, by, axcy, by, ay

NONE

'Don't Cara conditon.

Switching Time Waveforms

AODHESSTO SIGNAL DUTPUT

IN/OUTaf ANYCHANNELOUT/IN OUT/INorIN/OUT

VOS

SDpF

I

VDD ::V-1NH1BIT-J

0

_^

vos

o

-90*

— 50

\^

« -^10K . /=f~

** — 'PZH "-*•

¿

¿-SIT

9G«

i

, ^^-9DX

OUT/IN ar

INHIBIT

INHIBIT -^

0

Vos

t«

. SOS —i

M-.o» _E

— N

i-* 1PZL — *•

^

— i

0%

•< — 'PL2

t-10%

Special ConsiderationsIn certain applicatíons the external load-resistor current mayinclude both VDD and signal-line components. To avoiddrawing VDD current when switch current fiows into IN/OUTpin, the voltage drop across the bidirectional switch must

not exceed 0.6V at TA¿ 25°C, or 0.4V at TA>25"C (calcu-lated from RON valúes shown). No VDD current will flowthrough RL if the switch current flows into OUT/IN pin.

Typical Performance Characteristics

"ON" Resistance vs Signa!Voltage forTA = 25°C

"ON" Resistance as aFunction of Temperature for

444*

"ON" Resistance as aFunction of Temperature forVDD-VEE=IOV

1 - 2 0 2 4 E

SIGNAIVOLTACE)VB](V]

"ON" Resistance as aFunction of Temperature for

§a

sa

sa

ss

c

lü) ("°H

) 33HV

J.SIS

SH

-NO

™ 13N

NV

HD

/

/

/

> /

/

f<

/'

fi

'

fl

*v\ 1

.-.125-c

III!u- -! S'C

SUFm VOLTAGE |VB) (V]

PhysiCal DimenSÍOnS foches (mllltmetere)

Sí/

r°'785-,IUV[19.94]HAX

0.220-Q.31G[5.59-7.37]

a 0,025R [0.64]

p 0. 005-0, 020-TYpR [0.13-0.51] TYP

0. 125-0.200[3.1B-5.

o.oao .....[2.03]MftA

BOTH ENDS

GUSSSEALAHT

Cavity Dual-In-Une Package (JJOrder Number CD4051BMJ, CD4051BCJ, CD4052BMJ,

CD4052BCJ, CD4053BMJ or CD4053BCJNS Package Number J16A

(9,KM-]0.00|

16 15 14 U 1! U 10

=£=3 0 U ü U y U Ü

0.053-fl.QCTll.W-UBJ

TiTiLTrjLXf|OJ5Í] —*4 I" 'M.IMÍ ~*^'* '(0.3»-O.SU;

Small Outline Package (M)Order Number CD4051 BCM,CD4052BCM orCD4053BCMNS Package Number M16A

m ü S2CU <U

oH.Q £TÍ 3

-^ F•i W

^» ^

CQ OCO *^LO d)^^ VJ

^* QJ

*- iEO 3^^ ^_.m £J o>

O•* "raQ c0<

5mCMLOO

O

O

o"CQLOO

Q

O

5CQ

LOO

Qü

PhySÍCal DimenSÍOnS inches (mllllmeters) (Continued)

fiel Ít5) IT

1k¿U(£>pit[ fp ^ •*.

IDEÑ7 LU LU L

0.130 ±0.005r (3.30210,127) — ] h—

10.145-0.200 í t ' '

(3.683 - S.OfiO) _L_Í__ t 0 Q

i t í \\L 10.020 iMuJ _T U U

(3.175-3.810)

Q.Q14-J.023 ^

TTP —

0.740-0.730(18.80- 19.31) _J —<L2§°

*i fm (12! rm íToijígi ' [H[>£y [íéj fTsi r~1 t ÁREA (a¿Í¿RM

/^T\0 ±0.010 "í ro^S^MVi!/ (W50TOJ54) J' ^^^^B

I piH HO 1 V -Ww;®»

LJ LU UJ Lll LU 18| IDENT"" LiJ LU l_OPT10N 01 OPT1QN 02

0.060 JU. 4°TYp • OJOO- 0.320 i(U24) "r \L ^ (7.620-8.128) \ \\D 0,0,3— p (L-7— 'll

innnn r 95o¿5090<>±>TYP 1 95,±5 1

U U U ü L!5±4 l/r; 0^80 Jl _ 0.030±0.015 **" (7.112) "*i

¡ "*" r~(0.762±OJ81) UIN1 0.100±0.010 ( T^c+0,040

00 C 0±0010 t2-540 ±0'25*1 ' "-0.013(1.27Q ±0^54) (8.255 « IBI)•jYp * "u.jol/

Molded Dual-ln-Líne Package (N)

Order CD4051BM, CD4051BC,

0.065_ 0.651)

t

0£08-0.016 „i (0^03-0.406) "r

MISE (REV f)

CD4052BM, CD4052BC, CD4053BM, CD4053BC

LIFE SUPPORT POLICY

NS Package Number N16E

NATIONAL'S PRODUCTS ARE NOT AUTHORIZED FOR USE AS CRITICAL COMPONENTS IN LIFE SUPPORT

DEVICES OR SYSTEMS WITHOUT THE EXPRESS WRITTEN APPROVAL OF THE PRESIDENT OF NATIONAL

SEMICONDUCTOR CORPORATION. As used herein:

1. Ufe support devices or systems are devices or 2. A critical component is any component oí a Ufe

systems which, (a) are intended íor surgícal implant support device or system whose failure to perform can

Inlo the body, or (b) support or sustain ufe, and whose be reasonably expected ío cause the failure oí the ufe

failure to perform, when properly used In accordance support device or system, or to affect its safety or

with Ínstructions for use provided in the labeling, can effectiveness.

be reasonably expected to result in a significant injuryto the user.

i7! National Semiconductor Nat anal Semiconductor National Semiconductornf Corporation Euro pe Hong Kong Ltd.\S* 1111 Wast Batdin Road

Ariington.TX 76017Tal: 1(800) 272-9959 DeFax: 1(800)737-7018 En

Fn

Fax (+49) 0-1BQ-530 85 8B 13tn Floor, Stralgnt Block,Erna [email protected] Ocaan Centie, 5 Cantón Hd.

utsQh Te (+49) 0-1BO-530 85 85 Tslmshatsul, Kowoongisli Te [+49) 0-180-5327B 3z Hong Kongncais Te (+49) 0-180-532 93 SB Te!; [852) 2737-1600

National SemiconductorJa pan Ltd.Tal: 81-043-299-2309Fax: B1-fl«-293-2i08

Bal ano Te [+49) 0-180-534 16 80 Fax: [852) 2736-9960

Natonaí do«i nol is«um« any re»ponsM(j ttf uie d srrf crctiiliy dssoibsd. no ercuil paterrtto id srd National ra»«YBj Bw righl si any lime wtnoulnolica lo diange sakj cif euüry Brvl «


ANEXO B-5Amplificador Operacional LM324

DISEÑO E 3MPLEMENTACION DE UN MODULADOR I&Q

National Semiconductor

LM124/LM224/LM324/LM2902Low Power Quad Operational Amplifiers

May 1999

General DescriptionThe LM124 series conslsts offour Independent, hlgh gain,internally frequency compensated operationa! ampllfierswhích were deslgned specifically to opérate from a singlepower supply over a wide range of voltages. Operation fromsplit power supplies js also possible and the low power sup-ply current draín Is independent of the magnitude of thepower supply voltage.

Application áreas include transducer amplifiers, DC gainblocks and all íhe conventíonal op amp círcuits whlch nowcan be more easily Implemented in single power supply sys-tems. For example, the LM124 series can be directly oper-ated off of íhe standard +5V power supply voltage which Isused in diglíal systems and w¡ll easlly provide íhe requiredInterface electronics without requíring the addiíional ±15Vpower supplies.

Unique Characteristics• In the linear mode the input common-mode voltage

range includes ground and the output voltage can alsoswing to ground, even though operated from only asingle power supply voltage

• The unlty gain cross frequency is temperaturecompensated

• The Input blas current is also temperaíure compensaíed

Advantages• Ellminates need for dual supplies• Four internally compensated op amps ín a single

package• Allows directly senslng near GND and VOUT also goes

toGND• Compatible with all forms of logic

• Power drain suitable for battery operatlon

Features• Internally frequency compensated for unlty gain• Large DC voltage gain 100 dB

• Wide bandwldth (unlty gain) 1 MHz(temperature compensated)

• Wjde power supply range:Single supply 3V to 32Vor dual supplies ±1.5V to ±16V

• Very low supply current drain {700 uA)—essentiallyindependent of supply voltage

• Low input biasing current 45 nA(temperature compensated)

• Low input offset voltage 2 mVand offset current: 5 nA

• Input common-mode voltage range includes ground

• Differential Input voltage range equai to the powersupply voltage

• Large output voltage swlng OV to V*" - 1.5V

ro£ps5co

(£>O

O

3E

-oo$CD"^

OcÜ)Q_

O•oo-icul-t*

oZ3

3•g_^jro'—iV)

Connection Diagram

Dual-In-Line Package

OUIrUT* INfUTT INfUTt* CKP I.1PUI3* INPI1TJ- QUTPUT3

i(NPUTI* IKPUT2~ OUTPUTZ

DSOQ9299-1

Top VI ewOrder Number LM124J, LM124AJ, LM124J/883 (Note 2), LM124AJ/883 (Note 1), LM224J,

LM224AJ, LM324J, LM324M, LM324AM, LM2902M, LM324N, LM324AN or LM2902NLM124AJRQML and LM124AJRQMLV(Note 3)

See NS Package Number J14A, M14A or N14A

Note 1; UM124A avaüable per JM38510/110D6

Note 2: IM124 avaüable per JM38510/11005

© 1999 National Semiconductor Corporation DS009299 www.national.com

Connection DiagramNota 3: See STD M¡l DWG 5962R99504 (or Radlatlon Toleran! Device

INPUT2» [

1NPUT3- C

OUIPUT 2 [

DSOOT299-33

Order Number LM124AW/883 or LM124W/883LM124AWRQML and LM124AWRQMLV(Note 3)

See NS Package Number W14BLM124AWGRQML and LM124AWGRQMLV(Note 3)

See NS Package Number WG14A

wvw/.nat¡onal,com

Absolute Máximum Ratings (Note 12)lf MHltary/Aerospace specifled devices are required,please contact the National Semiconductor Sales Office/Distributors for avaüabilíty and specificatíons.

LM1 24/LM224/LM324 LM2902

LM124A/LM224A/LM324ASupply Voltage, V* 32V

Dlfferential Input Voltage 32V

Input Voltage

Input Current

-0.3V to +32V

(V,N < -0.3V) (Note 6) 50 mA

26V

26V

-0.3V to +26V

50 mAPower Dlssipation (Note 4)

Molded DIP

Cavity DIP1130mW

1260mW

Small Outllne Package 600 mW

1130 mW

1260 mW

800 mWOutput Short-Clrcuit to GND

(One Amplifier) (Note 5)

V* < 15V and TA = 25'C Contlnuous

Operatlng Temperatura Range

LM324/LM324A

LM224/LM224A

LM124/LM124A

O'C to +70 "C

-25'C to +85'C

-55'Cto+125'C

Síorage Temperatura Range -65'C to -t-150'C

Lead Temperature (Soldering, 10 secónos) 260"C

Soldenng Information

Continuous

-40'C to +85'C

-65'Cto-HSD'C260'C

Dual-ln-LIne Package

Soldering (10 seconds) 260'C 26 O'C

Smalí Outline Package

Vapor Phase (60 seconds) 215'C

Infrared (15 seconds) 220*C

215'C

220'C

See AN-450 "Surface Mounting Methods and Their Effect on Product Reliabiüty" for other methods of soldering surface mountdevices.

ESD Tolerance (Note 13) 250V 250V

Electrical CharacteristicsV* = +5.0V, (Note 7), unless otherwise stated

P áramete r

Input Offset VoltageInput Blas Current(Note 9)[nput Offset Current

Input Common-ModeVoltage Range (Note 10)Supply Current

Large SlgnalVoltage Ga¡nCommon-ModeRejection Ratío

LM124A LM2Mln Typ Max Mln Ty

(Note 8) TA = 25'C 1 2 1IINM or IM-I. V™ = OV.i*t ) i"t f t,M 2Q 5Q 4C

TA = 25-C

IINM or lirJW, Vcu = OV. 2 10 2TA = 25'C

V* = 30V, (LM2902, V* = 26V), 0 V*-1.5 0TA = 25'C

Over Full Temperature RangeRL = « On All Op AmpsV = 30V (LM2902 V" = 26V) 1.5 3 1.V* = 5V 0.7 1.2 0,-

V* = 15V. RUS 2kn, 50 100 50 10

(V0 = lVto11V),TA = 25'CDC. VCM = OV to V* - 1.5V. 70 85 70 Se

TA = 25-C

24A LM324AUnlts

p Max Mln Typ Max

3 2 3 mV

80 45 100 nA

15 5 30 nA

V-1.5 0 V-1.5 V

mA

5 3 1 . 5 3

r 1.2 0.7 1.2

0 25 100 V/mV

65 85 dB

www. national.com

Eléctrica! Characteristics (Continued)V* = +5.0V, (Note 7), unless otherwise stated

Parameter

Power Supply

Rejection Ratio

Amplifier-to-Ampl fier

Coupling (Note 11)

Output Current Source

Slnk

Short Circuit to Ground

Input Offset Voltaga

Input Offset

Voltage Drifl

Input Offset Current

Input Offset

Current Drift

Input Bias Current

Input Common-Mode

Voltage Range (Note 10)

Large Signal

Voltage Gaín

Output Voltage VOH

Swing

VOLOutput Current Source

Slnk

Condltlons

V* = 5V to 30V

(LM2902, V* = 5V to 26 V),

TA = 25'C

f = 1 kHz to 20 kHz, TA = 25'C

(Input Referred)

VIH* = 1V, V,M- = OV.

V* = 15V,VD = 2V,TA =

vw- = iv. v,H* = ov.V* = 15V, V0 = 2V, TA =

25"C

25"C

VIH" = 1V, VW* = OV,

V* = 15V, V0 = 200 mV, TA = 25'C

(Note 5) V* = 15V, TA = 25'C

(Note 8)

RS = on

IINW " 'IN(-). VCM = OVRs = on

IINM or IJN(-)

V* = -t-SOV

(LM2902, V* = 26V)

V* = -M5V

(V0Swing = 1Vto1iV)

RLí:2kn

V* = 30V

(LM2902, V* = 26V)

V* = 5V, RL = 10 kn

V0 = 2V

Electrical CharacteristicsV"" = -fS.OV, (Note 7), unless otherwise stated

Parameter

Input Offset Voltage

Inpul Bias Cuirent

(Note 9)


Input Common-Mode

Voltage Range (Note 10)

Supply Current

Large SIgnal

Voltage Gaín

RL = 2kfi

RL = 10 kn

VIMT = +1V.

Vw- = OV,V^=15V

v,M- = +iv.Vw* = OV,\ = 15V

LM124A

Mln Typ Max

65 100

-120

20 40

10 20

12 50

40 60

4

7 20

30

10 200

40 100

0 V*-2

25

26

27 28

5 20

10 20

10 15

LM224A

Mln Typ Max

65 100

-120

20 40

10 20

12 50

40 60

4

7 20

30

10 200

40 100

0 V*-2

25

26

27 28

5 20

10 20

5 8

LM324A

Mln Typ Max

65 100

-120

20 40

10 20

12 50

40 60

5

7 30

75

10 300

40 200

0 V*-2

15

26

27 28

5 20

10 20

5 8

Units

dB

dB

mA

UA

mA

mV

uWC

nA

pA/'C

nA

V

V/mV

V

mV

mA

Conditions

(Note 8) TA = 25"C

'«(+» or IIN(-). VCM ° OV,TA = 25'C

IJNM or IJf4(.,, Vcu = OV,

TA = 25'C

V* = 30V, (LM2902, V* = 26 V),

TA = 25-C

Over Fuli Temperatura Range

RL = « On All Op Amps

V* = 30V (LM2902 V* = 26V)

\ = svV = 15V,RL^2kQ,

(V0 = lVto11V),TA = 25'C

LM124/LM224

Mln Typ Max

2 5

45 150

3 30

0 V*-1.5

1.5 3

0.7 1.2

50 100

LM324

Mln Typ Max

2 7

45 250

5 50

0 V-1.5

1.5 3

0.7 1.2

25 100

LM2902

Mln Typ Max

2 7

45 250

5 50

0 V-1.5

1.5 3

0.7 1.2

25 100

Unlts

mV

nA

nA

V

mA

V/mV

WWW.n atío n a I. com

1''"jv

Electrical Characteristics (continued)V* = +5.0V, (Note 7), unless otherwise stated

Parameter

Common-Mode

Rejection Ratío

Power Supply

Rejectbn Ratio

Amplifi e r-to-Ampl¡fíer

Coapling (Note 11)

Output Current Source

SInk

Short Cifcult to Ground

Input Offset Voltage

Input Offset

Voltage Drift


Input Offset

Cufrent Drift

Inpul Blas Current

Input Common-Mode

Voltage Ranga (Note 10)

Large Slgnal

Voltage Gaín

Output Voltage

Swing

Output Current

VOK

VouSource

Sink

Condltions

DC, VCM = OV to V* - 1.5V,

TA = 25'C

V* = 5V to 30V

{LM2902, V" = 5V to 26V),

TA = 25'C

f = 1 kHz to 20 kHz, TA = 25'C

(Input Referred)

VW* = IV, VW- = OV,

V" = 15V, V0 = 2V, TA B 25'C

VIH" = 1V, VJM* = OV,

V+ = 15V,V0 = 2V,TA = 25'C

v,N- = 1V, VIM* = ov,V = 15V, V0 = 200 mV, TA = 25'C

(Note5)V* = 15V,TA = 25'C

(Note 8)

Rs = on

IINM - liN(-]. VCM = ov

Rs = on

IINW or IIHÍ-)

V^ = +30V

(LM2902. V* = 26V)

V* = +15V

(Va5w¡ng = 1Vto1lV)

Rc2:2kQ

V* = 30V RL = 2 kil

(LM2902, V* = 26V) RL = 10 kíl

V* = 5V, RL = 10 kn

V0 = 2V VIH* = +1V,

Vw- = OV,V^=15V

vlfg- = +iv,V^ = OV,\r=isv

LM124/LM224

Min Typ Max

70 85

65 100

-120

20 40

10 20

12 50

40 60

7

7

100

10

40 300

0 V*-2

25

26

27 28

5 20

10 20

5 8

LM324

Min Typ Max

65 85

65 100

-120

20 40

10 20

12 50

40 60

9

7

150

10

40 500

0 V*-2

15

26

27 28

5 20

10 20

5 8

LM2902

Min Typ Max

50 70

50 100

-120

20 40

10 20

12 50

40 60

10

7

45 200

10

40 500

0 V*-2

15

22

23 24

5 100

10 20

5 8

Unlts

dB

dB

dB

mA

MA

mA

mV

uWC

nA

pA/'C

nA

V

V/mV

V

mV

mA

Note 4: ForoperatlngatWghtempeíatures, the IM324/LM324A/LM2902 must fae derated based on a +125'C máximum Junctlon temperatura and a therma resis-tance o( 88'C/W which apolles for the device soldered In a printed circuit board, operating In a still alr amblent The LM224/LM224A and LM124/LM124A can be de-rated based orí a +15G'C máximum Junctlon temperatura. The dlsslpatíon is the total of alIfourampWiers— use externa I reslstors, wh era possible, to allow the am-plrfíerto satúrate of to reduce Uie power which Is disstpated In the Integrated drcuit

Noto 5; Short clrcurts (rom the output to V* can cause excesslve heating and eventual destructlon. When consldering short circuits to ground, the máximum outputcurren! Is approxlmately 40 mA Independent of the magnitude of V*. At valúes of supply Voltage in excess of +15V, contlnuous short-clrcuits can exceed the powerdisslpatlon ratings and cause eventual destructíon. Destructive dlsslpaüon can result from slmultaneous shorts on all amplifiers.

Note 6: Thls Input current will ooly exist when the Voltage at any of the Input leads Is driven negatlve. It Is due to the collector-base Junctlon of the Input PNP tran-slstors becoming forward biased and thereby acting as ínput diode damos. ln add tion to thls diode action, there Is also lateral NPN parasltlc transistor action on the]C chlp. This trans stor action can cause the output voltages of the op amps to go to the V* voltage level (or to ground for a large ovefdrive} for the time duratíon thatan input ls driven negativo. Th s Is not destructíve and normal output states will re-establish when the ¡nput voltage, which was negativo, agaln retums to a valuégreater than -0.3V (at 25'C).

Note 7: These specifications are límlted to -55'C£TA:5+125'Cforthe LM124/LM124A. With the LM224/UM224A, all tempe ratu re specifications aie limited to -25'C£ TA £ +85'C, the LM324/LM324A temperature specfficatlons are limited to O'C ¿ TA £ +70'C, and the LM2902 specifications are mited to -40'C £ TA £ -t-85'C.

Note 8: V0 = 1.4V, Rs = On with V* from 5V to 30V; and over the full input common-mode rango (OV to V* - 1.5V) for LM2902, V* from 5V to 26V.

Note 9: The direction of the Input curren! Is out of the IC due to the PNP Ínput stage. Thls current Is essentlally constant, Independen! of the state of the output sono loading change exlsts on the input unes.

Nota 10: The Input common-mode voltage of either input signa! voltage shoutd not be allowed to go negatrve by more than 0.3V (at 25'C). The upper end of thecommon-mods voltage range ls V- 1.5V (at25'C), but either or both Inputs can go to +32V without damage (+26V for LM2902), Independen! of the magnitude ofV*.

Note 11: Due to proxlmlty of extemal components, Insure that coupling Is not origlnating via stray capacitance between these extemal parts. This typlcally can bedetected as this type of capacitance Increases at hlgher frequendes.

Note 12: Refer to RET5124AX for LM124A milltary specrfications and refer to RETS124X for LM124 military spedflcations.

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Electrical CharacteristicsNote 13: Human body model, 1.5 tíl in series with 100 pF.

Schematic Diagram (Each Ampi¡f¡er)

Typical Performance Characteristics

InputVoltage Range Supply Current

O 5 10 15

V* OR V - POWER SUPPLY VOLTAGE tiV^)

DS009Z99-W

Voltage Galn

-55-35-15 5 25 15 65 BS 105125

IA - TEMPERHURE (°C)DS009299-3S

Open Loop FrequencyResponso

10 20 ¿O

V* - SUPPLY VOLIACE {V^}

DSQO9Z&-X

Common Mode RejectionRatio

O 10 20 30 (O

V* - SUPPLY VOLIACt: {VQC)

I - FHEOUENCr (Hi)DSO09299.M

100 Jk lOk lOOk 1U

1 - FREOUENCY (Hi)

DS009I99-39

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Typical Performance Characteristics (continued)

Voltage Follower PulseResponso

„ ,ttr i

Output CharacteristícsCurrent Sourcíng

0.001 0.01 0.1 1 10 100

l£ - OUTPUI EGURCE CURRENT (mA~0

Input Current (LM2902 only)100 r-

Voltage Follower PulseResponse (Small Signal)

sao

Large Sígnal FrequencyResponse

1 - FREQUEHCT (Hi)DS009299-Í2

Output CharacteristicsCurrent Sinklng

Current Límiting

^ ao

|70

-5S-JJ5 -15 5 25 65 85 IOS 125

0.001 0.01 D.l 1 10 IDO

I0 - OUIPUT SINK CURREN! (mí ;)

Voltage Caín (LM2902 only)160

T, - IEUPERHUHE (°C)

DS009299-45

V+-5UPPLY VOLTAGE (Voc)

DSÜ09299J6

Application HintsThe LM124 series are op amps whlch opérate with only asingle power supply voltage, have true-differentíal Inputs,and remaín In the linear mode with an input common-modevoltage of O VQC. These amplifíers opérate over a wide rangeof power supply voltage with little change In performancecharacterísílcs. At 25*C amplífier operation Ís possíble downto a mínimum supply voltage of 2,3 VDG.

10 20 30

Y*-SUPPLY VDLTAGE (VDC)

The pínouís of the package have been deslgned to slrnpllfyPC board layouts. Inverting inputs are adjacent to outputs forall of the ampllfiers and the outpuís have also been placed atthe corners of the package (píns 1, 7, 8, and 14).Precautions should be taken to Insure that the power supplyfor the ¡ntegrated círcuit never becomes reversed ín polarityor that the unit ¡s not ¡nadvertently ¡nstalled backwards In a

wwiV.national.com

Application HíntS (Contlnued)

test socket as an unlimited current surge through íhe result-ing forward diode withln the [C could cause fusing of the in-íernal conductors and result in a destroyed unit.Large differential input voltages can be easily accommo-dated and, as input differential voltage protection diodes arenot needed, no large input currents result from large differen-tial input voltages. The differential input voltage may belarger than V" without damaglng the device, Protectionshould be provided to prevent the input voltages from goingnegative more than -0.3 VDC (at 25'C). An input clamp diodewith a resistor to the IC inpuí terminal can be used.To reduce the power supply drain, the amplifiers nave aclass A output stage for small signa! levéis which converts toclass B in a large signal mode. Thls allows the amplifiers toboth source and sink large output currents. Therefore bothNPN and PNP externa! current boost transistors can be usedto extend the power capabilíty of the basic amplifiers. Theoutput voltage needs to ralse approximately 1 diode dropabove ground to bias the on-chlp vertical PNP transistor foroutput current slnking appllcations.For ac applicatíons, where the load is capacítively coupled tothe output of the amplifier, a resistor should be used, fromthe output of the amplifier to ground to increase the class Abias current and prevent crossover distortion.Where the load ¡s dlrectly coupled, as in de appllcations,there Is no crossover disíortion.Capacitive loads which are applled directly to the output ofthe amplifier reduce the loop stability margin. Valúes of50 pF can be accommodated uslng the worst-case

Typical Single-Supply Applications

non-inverting uníty gain connection. Large closed loop gainsor resistive isolatíon should be used ¡f larger load capaci-tance must be driven by the amplifier.The bias network of the LM124 establlshes a drain currentwhich Is independent of the magnitude of the power supplyvoltage over the range of from 3 V^ to 30 VDC.Output short circuits eiíher ío ground or to the posítive powersupply should be of short time duration. Units can be de-stroyed, not as a result of the short circuit current causingmetal fusing, but rather due to the large Increase in IC chlpdissipation which will cause eventual faílure due to exces-sive junction temperatures. Putting direct short-clrcuits onmore than one amplifier at a time will Increase the total !Cpower dissipation to destructive levéis, ¡f not properly pro-tected with external dissipation limiting resistors in serieswith the output leads of the amplifiers. The larger valué ofoutput source current which Is avallable at 25'C provides alarger output current capabilíty at elevated temperatures(see typical performance chara cterlstics) than a standard [Cop amp.

The circuiís presented in the section on typical applicationsemphasize operation on only a single power supply voltage.If complementary power supplles are availabie, all of thestandard op amp circuits can be used. In general, introduc-ing a pseudo-ground (a bias voltage reference of V72) willallow operation above and below this valué In single powersupply sysíems. Many appücation circuits are shown whichtake advantage of the w!de input common-rnode voltagerange which Includes ground. In most cases, input biasing isnot requlred and input voltages which range to ground caneasily be accommodated.

= 5.0 VDC)

Non-lnverting DC Gain (OV Input = OV Output}

-rSV

V,K ImVJ

"R not needed due to lemperature Independen! I|jj

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Typical Single-Supply Applications (\ = 5.0 voc) (Continuad)

DC Summing Amplifier(VIN.S £ O Voc and V0 > VDC)

Power Amplifier

IDDk

W, O Wv 1

«Vi CKWW—J i „

im > mk

R -=rIDOk ~ I

w,o—W*—\

+V40—%A/V—'

Where: V0 - Vj + Vz - V3 - V4

(Vi + VJ s (V3 + V4) to k&ep V0 > O VD

LED Driver

O VDC forAV=10

"Bl-QUAD" RC Active Bandpass Füter

f0 = 1 kHzQ = 50AV= 100(40dB)

www.national.com

Typical Single-Supply Applications (\ = 5.0 v^) (continuad)

Fixed Current Sources

Current Monitor

V0-

'(Increase Rl for IL small)

Lamp Drlver

Driving TTL

VAVW.national.com

Typical Single-Supply Applications (v- = 5.0

Voltage Follower Pulse Generator

Squarewave Osclllator Pulse Generator

LTLTL

Hlgh Compliance Current Sink

II

lo = 1 amp/vott VIN(Increase Rg for I0 smatl)

www.national.com

Typical Single-Supply Applications (\ = 5.0 vo

Low Drift Peak Detector

1NPUTCURRENTCOMPENSAD O N

Comparator with Hysteresis Ground Referenclng a Dífferentlal Input SIgnal

I

I

www.nalional.com

Typical Single-Supply Applications (\ = s.o VD

Voltage Controlled Oscillator Circuit

O.GBuF

C' O—I I 14A >-H> I

•Wide control voltaga ranga: O Vpc S Vc £ 2 (V* -1.5 VD

Photo Voltaic-Cell AmpIIfier

{CELLHASOV ( ' -ACROSS IT) l *

DSO39299.23

AC Coupled Inverting Amplifier

i

•• — (As shown. Ay " 10)

www, natlonal.com

Typical Single-Supply Applications (\ = 5.0 VDC)

AC Coupled Non-lnverting Amplifíer

R1

11 (Aa shown}

fo = 1 k0 = 1Ai/= 2

'T

DC Coupled Low-Pass RC Active Filter

www.national.com

Typical Single-Supply Applications (\ = 5.0 VD

High Input 2, DC Dífferential Amplifíer

Por— - — (CMRR depends on tiró resistor rato match)fíZ R3

As shown: Vo - 2<VZ - Vi)

Hígh Input Z Adjustable-GainDC Instrumentaron Amplifier

If R1 - R54R3 - R4 - R6 - H7 {CMRR depends on match)

As shown V0- 101 (V2 -V,)

www. national.com

Typical Single-Supply Applications (\ - 5.0 VDC) (continuedj

Uslng Symmetrical Amplíflers toReduce Input Current (General Concept)

Bridge Current Amplifier

For 5 « 1 and R| » H

INPUTCURBENTCGMPENSATION

Bandpass Active Filter

wvw.national.com

PhySÍCal DimenSÍOnS ¡nches (mllllmeters) unless otherwise noted

0.7B5

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(Q.B35)~^\RAO >O

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0.290-0.320 Q.QQS |

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310-0.410 | (0.203-0.305) i

(7.874-10.41) "•">« __ [__(2.483) ~^ ^~

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0.01 B ±0.003 II

(0.457 ±0.076) "

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MI

Ceramíc Duai-ln-Line Package (J)

Order Number LM124J, LM124AJ, LM124AJ/883, LM124J/883, LM224J, LM2

NS Package Number J14A

0.335-

]

0.150-0.157(3.S10-3.9M

O.D10-0.020

l°'2M~0l50'í J

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1 (0.508-1.524)

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)0.053-0.069

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TÍPALULEADS Q.OM " ™ (D.Í06-1.I7C) TrP

pjóf TTPALL LEAOS ~H.Ati l£AD UPS

S.O. Package (M)

Order Number LM324M, LM324AM or LM2902M

NS Package Number M14A

0.00*-O.D10

D.OH-O.D2Q ftf1 (0.356-0.508)

"*' 'la' 7031 nf

www.national.com

PhySÍCal DimenSÍOnS inches {millimeters) unless otherwise noted (Continuad)

r»i (ni luí f«i no) m r n

IOENT bJ LU yj L±I M/LU LU

D.Q9Z O.OM MM

[Z.337J (0.7S! DEÍ-TK

OPJION 1

Molded Dual-ln-LIne Package (N)Order Number LM324N, LM324AN or LM2902N

NS Package Number N14A

0.026TYP

0.0060.00*

TYP

S:SSÜ0.050Í0.005

TYP

0,280 MAXGLASS

-H

PIN #1I CENT

ÍI

0.005 U I N TYP

0.3700.250

0.2600.235

0.3700.250

0.045 MAXTYP

0.012' 0.008

VI4B (REV J)

Ceramic Flatpak PackageOrder Number LM124AW/883 or LM124W/883

NS Package Number W14B

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Notes

LIFESUPPORTPOLICY

NATIONAL'S PRODUCTS ARE NOT AUTHORIZED FOR USE AS CRITICAL COMPONENTE 1N LIFE SUPPORTDEVICES OR SYSTEMS WITHOUT THE EXPRESS WRITTEN APPROVAL OF THE PRESIDENT AND GENERALCOUNSEL OF NATIONAL SEMICONDUCTOR CORPORATION. As used herein:

1. Ufe support devices or sysíems are devices orsystems which, (a) are ¡ntended for surgícal implantinto the body, or (b) support or sustaín ufe, andwhose failure to perform when properly used ínaccordance with ínstructions for use provided ¡n thelabeling, can be reasonably expected to result in asígnifícant ¡njury to the user.

A critical component is any component of a lifesupport devíce or system whose failure to performcan be reasonably expected ío cause the failure ofthe life support device or system, or to affect itssafety or effectiveness.

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Natlonal Somlconauctor

Ame ricasTal: 1-800-272-9953Fax: 1-800-737-7018EmaU; [email protected]

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National S«Europa

Fa)

Franjáis TeItaliano Te

'49 (0} 1 80-530 85 86europe.su [email protected]+49 (0) 1 BO-530 B5 85+49 (0) 1 BO-532 7B 32+49 (0) 1 80-532 93 58+49(0)180-5341680

Asia Pacific CUílortwfRaspón»» GroupTal; 65-2544466Fax: 65-2504466Emall; saa.support@nsacom

Japan Ltd.T*1: 81-3-5639-7560Fax: 81-3-5639-7507

Nabonal boes ix>( a&sufm anyrespcnsíbí%(of use of any drculiry itesoibed. no omH patenl licenses are Impüed andNalioial reserves tnerighl al any orne «íioU nobce tocrange said drcuilry and spadficaDciis.


ANEXO CResumen de especificaciones Técnicas



ELEMENTO

Dispositivo moduladorZAMIQ-895M

Mezclador ZLW-2

Oscilador controlado porvoltaje ZOS-1 025

Módulo convertidor deniveles

Equipo principal detrabajo

Fuente de alimentación

PARÁMETRO

Rango de frecuenciasPotencia máxima deentrada en RFNivel de corrientemáximo en puerto dedatosImpedancia de puertosRFConectoresFrecuencia de operaciónRFOscilador Local LOEntrada recomendadaLOConectoresFrecuencia intermedia IFEntrada máxima RFFrecuencia de trabajoPotencia de salida

Voltaje de controlSensibilidadCorriente máxima dealimentaciónVoltaje de alimentaciónAlimentaciónEntrada de datos

AlimentaciónReloj de sistemaMemoria RAMMemoria ROMComunicación serialDisplay

tecladoMemoria EpromINOUT

VALOR DEESPECIFICACIÓN

868-895 Mhz50mW-17dBm

+/- 20 mA

50 ohmios

SMA hembra1-1000MHz

1-1000MHz+7dB'

SMA hembraDC-IOOOMHz+1dB685-1 025 MHzPrincipal +8. dBmAuxiliar -13 dBm1-16 voltiosSOMHzA/140mA

12 voltios-t-5,-5,0 voltios DCPor un conector de 40pines conectado a!módulo principal+5,+12,-12 voltios DC12MHz8 Kbytes8 KbytesRS-232Cristal líquido, 16caracteres por 4 líneasMatriz de 16 interruptores64 Kbytes110Vac+5, +12, y-12VDC


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